Question

某小组以4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O为研究对象，探究影响氧化还原反应因素。

实验	气体a	编号及现象
	HCl	Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2	Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2	Ⅲ.长时间后，溶液呈很浅的黄色
空气	Ⅳ.长时间后，溶液无明显变化

（1）实验Ⅳ的作用是______________。用CCl₄萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液，萃取后下层CCl₄的颜色均无明显变化。

（2）取萃取后上层溶液，用淀粉检验：Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝；Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了______________。

（3）查阅资料：I₂易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。

现象x是______________。

（4）针对Ⅱ中溶液未检出I₂的原因，提出三种假设：

假设1：溶液中c（H^＋）较小。小组同学认为此假设不成立，依据是______________。

假设2：O₂只氧化了SO₂，化学方程式是______________。

假设3：I₂不能在此溶液中存在。

（5）设计下列实验，验证了假设3，并继续探究影响氧化还原反应的因素。

i.取Ⅱ中亮黄色溶液，滴入品红，红色褪去。

ii.取Ⅱ中亮黄色溶液，加热，黄色褪去，经品红检验无SO₂。加入酸化的AgNO₃溶液，产生大量AgI沉淀，长时间静置，沉淀无明显变化。

iii.取Ⅱ中亮黄色溶液，控制一定电压和时间进行电解，结果如下。

电解时间/min	溶液	阳极	阴极
t1	黄色变浅、有少量SO4^2^－	检出I2，振荡后消失	H2
	溶液无色、有大量SO4^2^－	检出I2，振荡后消失	H2

结合化学反应，解释上表中的现象：______________。

（6）综合实验证据说明影响I^－被氧化的因素及对应关系______________。

Answer

对照组，证明只有O2时很难氧化I－ I2 上层黄色，下层无色 假设1：SO2在水中的溶解度比CO2大，且H2SO3的酸性强于H2CO3，因此溶液酸性更强 假设2：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4 阳极发生2I－－2e－＝I2，生成的I2与溶液中的SO2发生反应：SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI，以上过程循环进行，SO2减少，SO增多 通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，说明c（H＋）越大，I－越易被氧化；在酸性条件下，KI比Agl易氧化，说明c（I－）越大（或指出与碘离子的存在形式有关亦可），越易被氧化；与反应条件有关，相同条件下，电解时检出I2，未电解时未检出I2。（其他分析合理给分）

【解析】

(1)对比实验I、Ⅲ，溶液酸性不同，酸性越强溶液变黄色需要时间越短，说明酸性越强反应越强，实验Ⅳ做对比实验，证明只有O2很难氧化I-；

(2)淀粉遇碘单质变蓝色；

(3)四氯化碳中的碘单质溶解在KI溶液中，溶液与四氯化碳不互溶，且溶液密度比四氯化碳的小；

(4)假设1：实验Ⅲ中产生碘单质，二氧化硫在水中溶解度比二氧化碳的大，且亚硫酸的酸性比碳酸的强；假设2：在溶液中氧气将二氧化硫氧化生成硫酸；

(5)ⅲ．阳极中I-被氧化为I2，再与溶液中二氧化硫反应生成硫酸与HI，反应循环进行；

(6)对比实验I、Ⅲ、Ⅳ可知，反应与氢离子浓度有关；对比(5)中实验ii，可知酸性条件下，KI比AgI更容易氧化；由(5)中iii可知，相同条件下，与反应条件有关，电解时检出碘单质，未电解时没有检出碘单质。

(1)对比实验I、Ⅲ，溶液酸性不同，酸性越强溶液变黄色需要时间越短，说明酸性越强反应越强，实验Ⅳ做对比实验，证明只有O2很难氧化I-；

(2)淀粉遇碘单质变蓝色，溶液变蓝说明I、Ⅲ中生成了I2；

(3)四氯化碳中的碘单质溶解在KI溶液中，溶液与四氯化碳不互溶，且溶液密度比四氯化碳的小，X中现象为：溶液分层，下层为无色有机层，上层为水溶液层，呈黄色；

(4)假设1：实验Ⅲ中产生碘单质，二氧化硫在水中溶解度比二氧化碳的大，且亚硫酸的酸性比碳酸的强，溶液酸性更强，故实验II中溶液未检出I2，不是溶液中c(H+)较小所致；假设2：在溶液中氧气将二氧化硫氧化生成硫酸，反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；

(5)ⅲ．阳极发生反应：2I--2e-=I2，生成的I2与溶液中SO2发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，上述反应循环进行，SO2减少，SO42- 增加；

(6)对比实验I、Ⅲ、Ⅳ可知，c(H+)越大，I-越容易被氧化。对比(5)中实验ii，可知酸性条件下，KI比AgI更容易氧化，即c(I-)越大，越容易被氧化。由(5)中iii可知，相同条件下，与反应条件有关，电解时检出碘单质，未电解时没有检出碘单质。