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【題目】H2O2、KI和洗潔精可完成“大象牙膏”實驗(短時間內產生大量泡沫),某同學依據文獻資料對該實驗進行探究。

1)資料1KI在該反應中的作用:

H2O2IH2OIO;H2O2IOH2OO2↑+I。總反應的化學方程式是________________。

2)資料2H2O2分解反應過程中能量變化如圖所示,其中①有KI加入,②無KI加入。下列判斷正確的是___________(填字母)。

a. 加入KI后改變了反應的路徑

b. 加入KI后改變了總反應的能量變化

c. H2O2IH2OIO是放熱反應

3)實驗中發(fā)現,H2O2KI溶液混合后,產生大量氣泡,溶液顏色變黃。再加入CCl4,振蕩、靜置,氣泡明顯減少。

資料3I2也可催化H2O2的分解反應。

①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到___________,說明有I2生成。

②氣泡明顯減少的原因可能是:i. H2O2濃度降低;ii. ________。以下對照實驗說明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液變黃后,分成兩等份于A、B兩試管中。A試管加入CCl4,B試管不加CCl4,分別振蕩、靜置。觀察到的現象是_____________

4)資料4Iaq)+I2aqI3aq K640。

為了探究體系中含碘微粒的存在形式,進行實驗:向20 mL一定濃度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L1 KI溶液,達平衡后,相關微粒濃度如下:

微粒

I

I2

I3

濃度/mol·L1

2.5×103

a

4.0×103

a__________

②該平衡體系中除了含有I,I2,I3外,一定還含有其他含碘微粒,理由是________________。

【答案】2H2O22H2OO2 a 下層溶液呈紫紅色 在水溶液中I2的濃度降低 A試管中產生氣泡明顯變少;B試管中產生氣泡速率沒有明顯減小 2cI2)+cI)+3cI3)<0.033mol·L1

【解析】

1H2O2IH2OIO,H2O2IOH2OO2↑+I,把兩式加和,即可得到總反應的化學方程式。

2a. 加入KI后,一步反應分為兩步進行,也就是改變了反應的路徑,a正確;

b. 加入KI后,反應物和生成物的能量都沒有改變,b不正確;

c. 由圖中可知,H2O2IH2OIO是吸熱反應,c不正確。

3)①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到下層溶液呈紫紅色,說明有I2生成。

②氣泡明顯減少的原因可能是:i. H2O2濃度降低;ii. 在水溶液中I2的濃度降低。以下對照實驗說明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液變黃后,分成兩等份于A、B兩試管中。A試管加入CCl4,B試管不加CCl4,分別振蕩、靜置。觀察到的現象是H2O2溶液的濃度相同,但產生氣泡的速率差異很大。

4)① ,由此可求出a

②該平衡體系中除了含有I,I2,I3外,一定還含有其他含碘微粒,理由是原來溶液中c(I-)=,求出II2,I3中所含I的濃度和,二者比較便可得到結論。

1H2O2IH2OIO,H2O2IOH2OO2↑+I,把兩式加和,即可得到總反應的化學方程式為2H2O22H2OO2↑。答案為:2H2O22H2OO2↑;

2a. 加入KI后,一步反應分為兩步進行,也就是改變了反應的路徑,a正確;

b. 加入KI后,反應物和生成物的能量都沒有改變,b不正確;

c. 由圖中可知,H2O2IH2OIO的反應物總能量小于生成物總能量,所以該反應是吸熱反應,c不正確。答案為:a;

3)①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到下層溶液呈紫紅色,說明有I2生成。答案為:下層溶液呈紫紅色;

②氣泡明顯減少的原因可能是:i. H2O2濃度降低;ii. 在水溶液中I2的濃度降低。以下對照實驗說明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液變黃后,分成兩等份于AB兩試管中。A試管加入CCl4,B試管不加CCl4,分別振蕩、靜置。觀察到的現象是H2O2溶液的濃度相同,但產生氣泡的速率差異很大。答案為:在水溶液中I2的濃度降低;A試管中產生氣泡明顯變少,B試管中產生氣泡速率沒有明顯減。

4)① ,由此可求出a=2.5×10-3mol/L。答案為:2.5×10-3;

②該平衡體系中除了含有II2,I3外,一定還含有其他含碘微粒,理由是原來溶液中,c(I-)=;現在溶液中,I,I2,I3中所含I的濃度和為2c(I2)c(I)3c(I3)=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033,I不守恒,說明產物中還有含碘微粒。答案為:2c(I2)c(I)3c(I3)<0.033mol·L1。

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