Question

（15分）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）Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式是                。

（2）KI溶液变为黄色说明氯气具有的            性，该反应的离子方程式                  。

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

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用化学平衡原理解释实验a中水溶液颜色变浅的原因：                。

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              。

（4）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                 。

（5）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               。

（6）溶液最终变为浅绿色的原因是                 。

Answer

（1）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO + H2O（2分）

（2）氧化性（1分）2I－＋Cl2＝2Cl－＋I2（1分）

（3）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。（合理给分）（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。（1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。)

（4）I2＋5Cl2＋6H2O==12H++2IO3—＋10Cl—（2分）

（5）溶液先变蓝后褪色（1分）

（6）氯气过量，过量的氯气溶解于水，水中含有氯气分子。（1分）

【解析】

试题分析：（1）Cl2与NaOH溶液反应，产生NaCl、NaClO和水，根据电子守恒及原子守恒可得相应的化学方程式是Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO + H2O；（2）向KI溶液中通入氯气，发生反应：2I－＋Cl2＝2Cl－＋I2，产生的I2在水中溶解是溶液显黄色。KI溶液变为黄色说明氯气具有的氧化性。实验a证明在溶液中含有I2，I2容易溶于四氯化碳而使四氯化碳呈紫色；但是水层中仍然为黄色，说明在该溶液中还含有I3－。即a溶液中存在平衡I2＋I－I3－，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 由于K+、Cl-与化学平衡无关，因此该溶液中存在Cl－、K+，同时由于存在可逆反应：I2＋I－ I3－，所以还存在I2、I－、I3－。因此溶液a含有的离子有I2、I－、I3－、Cl－、K+。③在a溶液中存在反应平衡：I2＋I－ I3－，当向该溶液中加入四氯化碳时，I2被萃取到四氯化碳中，水中I2的浓度减小，根据平衡移动理论：减小反应物的浓度，平衡逆向移动，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，需补充一个实验，该实验为取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。（1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）。（4）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，根据氧化还原反应中电子转移数目相等，可得该反应的化学方程式是I2＋5Cl2＋6H2O==12H++2IO3—＋10Cl—。（5）根据上述实验，则向淀粉-KI溶液中持续通入氯气，可能观察到的现象为先变为蓝色，后褪为无色；（6）溶液最终变为浅绿色的原因是氯气在水中溶解得到氯水。当溶液中氯气过量，过量的氯气溶解于水，水中含有氯气分子。

考点：考查Cl2与KI溶液的反应实验探究、实验方案的设计的知识。