Question

某小组研究NaClO溶液与KI溶液的反应，实验记录如下：

实验编号	实验操作	实验现象
Ⅰ		ⅰ．溶液变为浅黄色 ⅱ．溶液变蓝
Ⅱ		ⅰ．溶液保持无色 ⅱ．溶液不变蓝，溶液的pH=10

（资料）：碘的化合物主要以I⁻和IO₃⁻的形式存在。酸性条件下IO₃⁻不能氧化Cl⁻，可以氧化I⁻。ClO⁻在pH<4并加热的条件下极不稳定。

（1）0.5 mol·L⁻¹ NaClO溶液的pH＝11，用离子方程式表示其原因：______。

（2）实验Ⅰ中溶液变为浅黄色的离子方程式是______。

（3）对比实验Ⅰ和Ⅱ，研究实验Ⅱ反应后“溶液不变蓝”的原因。

① 提出假设a：I₂在碱性溶液中不能存在。设计实验Ⅲ证实了假设a成立，实验Ⅲ的操作及现象是______。

② 进一步提出假设b：NaClO可将I₂氧化为IO₃⁻。进行实验证实了假设b成立，装置如下图，其中甲溶液是______，实验现象是______。

（4）检验实验Ⅱ所得溶液中的IO₃⁻：

取实验Ⅱ所得溶液，滴加稀硫酸至过量，整个过程均未出现蓝色，一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生，测得溶液的pH＝2。再加入KI溶液，溶液变蓝，说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO₃⁻。

① 产生的黄绿色气体是______。

② 有同学认为此实验不能说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO₃⁻，理由是______。欲证明实验Ⅱ所得溶液中存在IO₃⁻，改进的实验方案是______。

③ 实验Ⅱ中反应的离子方程式是______。

Answer

ClO− + H2OOH− + HClO ClO− + 2I− + H2O == I2 + Cl− + 2OH− 向pH＝10的NaOH溶液中加入少量滴有淀粉溶液的碘水，振荡，蓝色褪去 碘水 右侧碘水棕黄色变浅，电流表的指针偏转 Cl2 溶液中的Cl2或HClO也可将I−氧化为I2，使溶液变蓝 加热pH＝2的溶液至无色，使黄绿色气体（或Cl2）充分逸出，使HClO完全分解，冷却后再加入KI溶液 3ClO− + I− == 3Cl− + IO3−

【解析】

（1）NaClO为强碱弱酸盐，水解呈碱性；

（2）实验Ⅰ中溶液变为浅黄色，说明有碘单质生成；

（3）①如证明I2在碱性溶液中不能存在，可向NaOH溶液中滴加滴有淀粉溶液的碘水，观察溶液是否褪色；

②如NaClO可将I2氧化为IO3-，可设计成原电池，碘为负极；

（4）题给信息酸性条件下IO3-不能氧化Cl-，可以氧化I-，取实验Ⅱ所得溶液，滴加稀硫酸至过量，整个过程均未出现蓝色，说明没有生成碘，一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生，应生成氯气，由ClO-和氯离子在酸性条件下反应生成；测得溶液的pH=2，此时应加热，除去氯气和HClO，再加入KI溶液，溶液变蓝，说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3-。

（1）NaClO为强碱弱酸盐，水解显碱性，离子方程式：ClO− + H2OOH− + HClO；

正确答案： ClO− + H2OOH− + HClO。

（2）次氯酸钠具有强氧化性，能够把碘离子氧化为碘单质，碘水溶液显黄色，离子方程式是ClO− +2I−+H2O == I2 + Cl−+2OH−；

正确答案：ClO− + 2I−+H2O == I2+ Cl−+ 2OH−。

（3）①碘与淀粉溶液相遇变为蓝色，向变蓝的溶液中加入pH＝10的NaOH溶液，I2与碱性溶液发生反应，碘反应完全后，蓝色溶液褪去；

正确答案：向pH＝10的NaOH溶液中加入少量滴有淀粉溶液的碘水，振荡，蓝色褪去。

② 根据NaClO可将I2氧化为IO3−，以及左侧烧杯中盛放次氯酸钠溶液可知，甲溶液为碘水，此装置为原电池，右侧为原电池的负极，发生氧化反应，I2氧化为IO3−，所以碘水棕黄色变浅，电流表的指针偏转；

正确答案：碘水；右侧碘水棕黄色变浅，电流表的指针偏转。

（4）①氯气为黄绿色气体，所以产生的黄绿色气体是氯气；

正确答案：Cl2。

②碘离子具有还原性，溶解在水中的氯气或氯气与水反应产生的次氯酸都能将I−氧化为I2，使溶液变蓝；若证明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−，就应该避免氯气或次氯酸的干扰，因此可以采用加热pH＝2的溶液至无色，使黄绿色气体（或Cl2）充分逸出，使HClO完全分解，冷却后再加入KI溶液，来验证结论；

正确答案：溶液中的Cl2或HClO也可将I−氧化为I2，使溶液变蓝； 加热pH＝2的溶液至无色，使黄绿色气体（或Cl2）充分逸出，使HClO完全分解，冷却后再加入KI溶液；

③次氯酸根离子具有氧化性，能够把碘离子氧化为碘单质，实验Ⅱ中反应的离子方程式是3ClO− +I− ==3Cl−+IO3−；

正确答案：3ClO−+I− ==3Cl− +IO3−。