Question

某同学对Cl₂与KI溶液的反应进行了实验探究。反应装置如下：

通入氯气一段时间，KI溶液变为黄色。继续通入氯气一段时间后，溶液黄色褪去，变为无色。继续通入氯气，最后溶液变为浅黄绿色。

（1）已知I₂＋I^－ I₃^－ ， I₂、I₃^－在水中均呈黄色。为确定黄色溶液的成分，进行了以下实验。

	操作	实验现象
a	取2~3 mL黄色溶液，加入足量CCl4， 振荡静置。	CCl4层呈紫红色， 水层显浅黄色。
b	取2~3 mL饱和碘水，加入足量CCl4， 振荡静置。	CCl4层呈紫红色，水层几近无色。

① 实验b的目的是                                           。

② 根据实验a中，水层中含有的粒子有                          。

③ 实验a中水溶液颜色变浅的原因是                                  。

④ 为保证实验的严谨性，在实验a、b的基础上，需补充一个实验，该实验为        。

（2）通入氯气，溶液由黄色变为无色，是因为氯气将I₂氧化。已知1 mol Cl₂可氧化0．2 mol I₂，该反应的化学方程式是                                  。

（3） 根据上述实验，请预测向淀粉-KI溶液中持续通入氯气，可能观察到的现象为                。

Answer

（1）① 对比实验，证明实验a中水层显浅黄色是因为存在I2＋I－ I3－平衡，不是单一的I2浓度降低所导致的。（2分）

② I2、I－、I3－、Cl－、K+（可不写H2O、H+、OH－）（2分）

③ 由于萃取使水溶液中I2浓度降低，同时I2＋I－ I3－平衡逆向向移动，I3－浓度也降低，导致水溶液颜色变浅。（2分）

④ 取2~3 mL KI溶液，滴加少量的氯水（或通入少量氯气，或加入少量碘单质），再加入足量CCl4， 振荡静置，观察到水层是否为黄色。（2分）

【或取少量实验a的水层溶液滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀生成。或取少量实验a的水层溶液淀粉溶液，观察是否变蓝。】

（2）I2＋5Cl2＋6H2O 10H Cl +2 H IO3（2分）

（3）溶液先变蓝后褪色（1分）

【解析】

试题分析：（1）① 实验b的目的是对比实验，证明实验a中水层显浅黄色是因为存在I2＋I－ I3－平衡，不是单一的I2浓度降低所导致的。

② 根据实验a中，取2~3 mL黄色溶液，加入足量CCl4， 振荡静置。因为KI＋Cl22KCl＋I2，水层中，含有含有Cl－、K+，水层显浅黄色，说明存在I2＋I－ I3－，对可逆反应I2、I－、I3－均存在；

③ 实验a中水溶液颜色变浅的原因是由于萃取使水溶液中I2浓度降低，同时I2＋I－ I3－平衡逆向向移动，I3－浓度也降低，导致水溶液颜色变浅。

④ 为保证实验的严谨性，在实验a、b的基础上，需补充检验I－或I2的实验，所以答案是取2~3 mL KI溶液，滴加少量的氯水（或通入少量氯气，或加入少量碘单质），再加入足量CCl4， 振荡静置，观察到水层是否为黄色。（或取少量实验a的水层溶液滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀生成。或取少量实验a的水层溶液淀粉溶液，观察是否变蓝。）

（2）已知1 mol Cl2可氧化．2 mol I2，知Cl2和I2的系数比是5:1，根据氧化还原反应特点，化合价升降总数相等，判断出I2变为+5价，配平得I2＋5Cl2＋6H2O 10HCl +2H IO3；

（3）向淀粉-KI溶液中持续通入氯气，可能观察到的现象为溶液先变蓝，I2＋5Cl2＋6H2O 10HCl +2HIO3所以后褪色；

考点：考查探究实验和实验方案的设计。