Question

12．碘及其化合物在生產(chǎn)、生活和科技等方面都有重要應(yīng)用．回答下列問(wèn)題：
（1）碘在元素周期表的位置為第五周期第VIIA族，HI的沸點(diǎn)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(lái)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(yīng)，制得KIO₃．為了確保加碘鹽的最低含量，1Kg碘鹽中至少應(yīng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%的H₂O₂0.5Kg．
（3）可通過(guò)用惰性電極電解KI溶液制備KIO₃，則陽(yáng)極反應(yīng)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(diǎn)與分子間作用力成正比，氫鍵能增大氫化物的熔沸點(diǎn)；
在某溫度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水電離出來(lái)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(guò)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(yīng)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(zhuǎn)移電子相等計(jì)算消耗雙氧水的質(zhì)量；
（3）用惰性電極電解KI溶液時(shí)，陽(yáng)極上碘離子失電子和氫氧根離子反應(yīng)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(diǎn)與分子間作用力成正比，氫鍵能增大氫化物的熔沸點(diǎn)，HF中含有氫鍵，所以熔沸點(diǎn)HF＞HI；
在某溫度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水電離出來(lái)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(guò)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(yīng)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(zhuǎn)移電子相等得消耗雙氧水的質(zhì)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(shí)，陽(yáng)極上碘離子失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碘酸根離子和水，電極反應(yīng)式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，
故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸堿混合溶液定性判斷、氧化還原反應(yīng)、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查學(xué)生計(jì)算能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理及各個(gè)物理量之間的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意（1）中離子積常數(shù)的計(jì)算、（2）中單位之間的換算，為易錯(cuò)點(diǎn)．