海带灼烧后碘元素存在形式的实验探究

方向东 但世辉

（1湖北襄阳市第一中学 湖北 襄阳 441000；2湖北襄阳市东风中学 湖北 襄阳 441004）

一、问题的提出

人教版《化学必修2》第四章第一节［实验4-2］“证明海带中存在碘元素”的实验中有这样的描述：“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在，H2O2可以将I-氧化为碘单质”［1］。我们知道海带中碘的确是以I-的形式存在的，那么为什么灼烧后碘元素还能以I-形式存在呢？灰化过程中I-会不会被氧化呢？I-需要什么样的外界条件以及氧化产物是什么？这几个问题很是值得探索，为此笔者作了如下探究。

二、对书中结论的验证

根据教材中描述，再加上实验经验，我们可以得出有关I-存在形式的两个结论：一、含I-固体在加热过程中不会被氧化，即不会变质生成I2；二、含I-固体久置后会变质，并且呈现浅黄色［2］。为验证这两条结论，我们做了如下对照实验（简称实验1）：分别取含有I-、纯净的KI固体和已经泛黄的KI固体置于表面皿中，将漏斗倒扣在固体上方，并且用细线系上湿润的淀粉试纸悬在漏斗内 （图1）加热，实验现象见表1。

图1 加热KI固体实验装置图

表1 加热两种固体时的不同现象

从上述现象可以发现：空气中久置的KI固体已经变质，变质产物为碘单质，而纯净KI固体即使在空气中加热也可稳定存在。这一不同现象说明含I-的KI的氧化条件除了氧气之外还必然存在其它的限制条件，否则KI在被加热时一定会被氧化，于是笔者做了进一步探究。

三、对变质条件的探究

空气中的气体主要有N2、O2、CO2等气体，显然可排除N2对I-被氧化的影响，那么会不会是CO2参与了I-被氧化的过程？ 对此猜测，笔者又进行了如下实验：将实验1中加热变质KI的剩余固体溶于试管中，向其中加入BaCl2溶液（浓度较大），可观察到有少量白色沉淀产生。这一现象也验证了笔者的猜测：CO2参与了氧化KI的过程并且生成了CO32-。那么CO2在氧化过程中到底起何作用呢？笔者又进行了如下实验：取10mL KI溶液（浓度较大）于5支试管中，向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸，一段时间后对比试管中的颜色深浅，之后向试管中滴入淀粉溶液，再次对比试管中的颜色深浅，具体实验现象见表2。

通过以上实验现象我们可以得出以下结论：CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中用于提供酸性环境，并且酸性越强生成的碘单质越多，氧化越容易。因此，KI在空气中变质至少有O2、CO2、H2O这3种气体的参与，H2O作为CO2的溶剂产生H+（笔者曾将纯净的KI固体放入一瓶干燥的CO2气体中，数日后观察KI仍未变黄），具体的化学反应方程式应为：4KI+

四、对已有结论的反驳

有人认为KI在空气中泛黄变质是由于发生了如下反应：4KI+O2+2H2O=4KOH+I2，笔者照此反应模

拟了相对应的条件：在试管中加入10mL蒸馏水，用燃烧匙盛放纯净的KI固体置于试管中，并向其中通入纯净的O2，密封试管（图2）。数日观察后发现KI依然为白色粉末，不曾见有任何黄色。根据这一现象可知上述方程式显然不符合事实。并且，假如按照上述反应进行生成KOH和I2，根据常识可知I2和KOH是不能共存的。

图2 Kl固体氧化装置

此外将图2装置中的气体换成纯净的CO2气体，数日之后可观察到KI固体 “泛黄”，这一现象再次证明CO2的参与是KI被氧化必须具备的条件。

综上：含I-的KI固体被氧化的过程除了应有O2的参与外，CO2和水蒸气也是必备的物质。由于空气中CO2和水蒸汽的含量很低，导致在加热含I-的KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”，不能很好地与KI接触，KI自然就不能被氧化。但在保存碘化钾固体的时候，虽然空气中CO2和水蒸气的含量较低，但碘化钾遇光和空气会缓慢游离出碘单质而变黄。所以，实验4-2“证明海带中存在碘元素”的实验中的描述是准确的，灼烧后碘元素还能以I-形式存在，灰化过程中I-会不会被氧化。

［1］ 宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书：化学2（必修）［M］.北京：人民教育出版社，2007：91

［2］ 刘怀乐编.中学化学思维［M］.重庆：重庆出版社，2009：279-281