PDF《有趣的化学实验 神奇的碘化钾》

碘化钾是实验室中常见的化学药品,碘 离子容易被氧化成碘分子,再和碘离子结合 成三碘离子.

碘分子也易被还原成碘离子, 彼此间会有明显的颜色变化.加上碘化钾的 溶解度极高,在高浓度时和硝酸铅溶液反应 会有不同的变化.加上实验本身极具震撼性 而且可以重复操作,不会造成太多铅离子的 污染. 实验一:清凉一下

(一)药品与器材 烧杯(250mL) 1个 温度计 1只 玻璃棒 1只 量筒(50mL) 1个 碘化钾(KI) 75克 电动天平 蒸馏水

(二)实验步骤 量50mL 蒸馏水倒入烧杯中,用温度计测 量水的初温. 利用电动天平每次称 5g KI ,放入蒸馏水 中,利用玻璃棒搅拌直到完全溶解. 同步骤

2 ,一直加入 KI 直到饱和溶液为 止,并记录每次加入后的温度. 将沈淀未溶的KI过滤称重,算出饱和KI的 浓度.

(三)实验结果与讨论 当KI 加到 75g 时,烧杯底有未溶解的 KI 沈淀,过滤烘乾后残留的 KI 为4.17g ,溶液 在达到饱和之前,加入 KI 的溶解过程中, 温度呈现等差下降,当加入 KI 量超过 40g 时,下降的温度会越来越少,最后达到平 衡(见图 1). 加入的碘化钾量(g) 图1.溶化的碘化钾量与水温下降曲线 KI 为中性盐类溶於水时为了趋於最大乱 度,必须吸收热量,导致水温下降,烧杯 有趣的化学实验 神奇的碘化钾 邱一峰 * 林承远 * 施v融 * 邱静滢 ** 何金昭 *** 徐宜廷 *** 张毓祯 *** * 国立嘉义高级中学 ** 国立嘉义女子高级中学 *** 嘉义市立北兴国民中学 -

67 - 壁凝结了许多水珠.溶解 35g KI(s) 之前温度 下降具有正比的规律性,溶解大於

3 5 g 时,因放置时间较久和室温有了热的交互 作用,导致下降的温度差较小. 由於未溶解的 KI 有4.17g ,所以共溶解 70. 83g KI ,饱和溶液的浓度为 8.4M . 本实验所调配的饱和碘化钾是为了下面几 个实验所调配的,而且可以和实验二形成 强烈对比实验,加深实验者概念. 实验二:HOT 到最高点

(一)实验器材 锥形瓶(250mL) 1个 饱和 KI 溶液 温度计 1只 双氧水(35%) 1罐 量筒(50mL) 1个 铁架附广用夹及铁环 1组 量筒(10mL) 1个 滴管 2只

(二)实验步骤 量取

25 mL 35% H2 O2 放入锥形瓶中,并且 固定在铁架上,量取 H2 O2 的初温. 量取 2mL 饱和 KI 溶液,迅速倒入锥形瓶 中,每隔

30 秒测量一次温度,并记录溶液 颜色变化. 本实验为剧烈反应,要小心操作,不要太 靠近锥形瓶口.

(三)实验结果 国中理化第一册氧气的制造实验中, 告诉我们 H2 O2 在二氧化锰催化下会产生大 量的氧气,而催化剂在反应中,提供新的 反应途径,最后仍以 MnO2 存在,但是整 个反应过程中由溶液颜色变化观察不出 MnO2 如何参与反应. 利用KI为催化剂时,就可以利用KI的氧化 还原反应时颜色不同加以辨认.反应机构 如下: 2H2 O2(aq) →2H2 O+O2(g) 1) KI(aq) → K+ (aq) +I- (aq) 2) ( 无色)2I- → I2(s) +2e- 3) I- (aq) +I2(s) →I3 - (aq) 4) ( 褐色)I3 - +2e- → 3I- 5) 3.KI 溶液和 H2 O2 的反应,因H2 O2 为弱酸性, 会让部分 I- 先进行氧化反应,见反应机构 (3),而产生的 I2 再和 I- 结合成褐色的 I3 - , 见反应机构(4),再来反应机构(3)中释放出来 的e- ,提供 I3 - 进行还原反应而再出现无色 的I- ,参见反应机构(5). 由於反应机构(1) 为剧烈的氧化还原反应, 会释放出大量热,导致温度 HOT 到最高点 (96℃). KI 在氧化和还原反应交替时,温 度没有明显变化,但是当进行还原反应时 温度又急遽上升 (见图 2) . 图2.饱和碘化钾溶液和双氧水反应温度变化 科学教育月刊 第241 期 中华民国九十年七月 -