Question

12．碘及其化合物在生產、生活和科技等方面都有重要應用．回答下列問題：
（1）碘在元素周期表的位置為第五周期第VIIA族，HI的沸點比HF低（填“高”或“低”）．
在某溫度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水電離出來的c（OH^-）=1.0×10^-10，在此溫度下，將pH=3的HI溶液與pH=9的NaOH溶液以體積比9：11混合，則所得混合溶液的pH=8
（2）H₂O₂可將I₂氧化為HIO₃，然后HIO₃與KOH發(fā)生酸堿中和反應，制得KIO₃．為了確保加碘鹽的最低含量，1Kg碘鹽中至少應加入碘酸鉀21.4mg．若要制得10t加碘食鹽，理論上至少需要消耗質量分數(shù)為17%的H₂O₂0.5Kg．
（3）可通過用惰性電極電解KI溶液制備KIO₃，則陽極反應式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）I位于周期表第五周期第VIIA族，氫化物的熔沸點與分子間作用力成正比，氫鍵能增大氫化物的熔沸點；
在某溫度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水電離出來的c（OH^-）=c（H⁺）=1.0×10^-10mol/L，該溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，所以離子積常數(shù)c（OH^-）．c（H⁺）=1.0×10^-10×0.01=1.0×10^-12，該溫度下HI溶液中c（H⁺）=0.001mol/L，c（NaOH）=0.001mol/L，二者以體積之比為9：11混合，混合溶液中NaOH過量，所以溶液呈堿性，則混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.001mol/L×（11-9）}{11+9}$mol/L=10^-4mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-8mol/L，溶液的pH=-lgc（H⁺）；
（2）1kg碘鹽中至少應加入碘酸鉀21.4mg，若要制得10t加碘食鹽，m（KIO₃）=$\frac{21.4mg}{1Kg}×10t$=214g，
n（KIO₃）=$\frac{214g}{214g/mol}$=1mol，根據(jù)轉移電子相等計算消耗雙氧水的質量；
（3）用惰性電極電解KI溶液時，陽極上碘離子失電子和氫氧根離子反應生成碘酸根離子和水．

解答 解：（1）I位于周期表第五周期第VIIA族，氫化物的熔沸點與分子間作用力成正比，氫鍵能增大氫化物的熔沸點，HF中含有氫鍵，所以熔沸點HF＞HI；
在某溫度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水電離出來的c（OH^-）=c（H⁺）=1.0×10^-10mol/L，該溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，所以離子積常數(shù)c（OH^-）．c（H⁺）=1.0×10^-10×0.01=1.0×10^-12，該溫度下HI溶液中c（H⁺）=0.001mol/L，c（NaOH）=0.001mol/L，二者以體積之比為9：11混合，混合溶液中NaOH過量，所以溶液呈堿性，則混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.001mol/L×（11-9）}{11+9}$mol/L=10^-4mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-8 mol/L，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-8=8，
故答案為：五；VIIA；低；8；
（2）1kg碘鹽中至少應加入碘酸鉀21.4mg，若要制得10t加碘食鹽，m（KIO₃）=$\frac{21.4mg}{1Kg}×10t$=214g，
n（KIO₃）=$\frac{214g}{214g/mol}$=1mol，根據(jù)轉移電子相等得消耗雙氧水的質量=$\frac{\frac{1mol×5}{2}×34g/mol}{17%}$=500g=0.5Kg，
故答案為：0.5；
（3）用惰性電極電解KI溶液時，陽極上碘離子失電子和氫氧根離子反應生成碘酸根離子和水，電極反應式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，
故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O．

點評 本題考查酸堿混合溶液定性判斷、氧化還原反應、電解原理等知識點，綜合性較強，側重考查學生計算能力，明確化學反應原理及各個物理量之間的關系是解本題關鍵，注意（1）中離子積常數(shù)的計算、（2）中單位之間的換算，為易錯點．