Question

17．碘是人體所必需的因素之一回答以下有關(guān)碘的問題：
（1）碘在地殼中主要以NaIO₃的形式存在，在海水中主要以I^-的形式存在，幾種粒子之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．
下列說法中不正確的是C
A．用淀粉KI試紙和食醋檢驗(yàn)加碘鹽時(shí)淀粉KI試紙會(huì)變藍(lán)
B．足量Cl₂能使?jié)駶櫟�、已變藍(lán)的淀粉KI試紙褪色的原因可能是5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl
C．由圖可知氧化性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃l₂＞I₂＞IO₃^-
D．途徑Ⅱ中若生成1mol I₂，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10N_A
（2）碘不易溶于水，但易溶于碘化鉀溶液并生成含碘離子（aq表示水合狀態(tài)）
I₂（aq）+I^-（aq）═I₃^-（aq）  …①
I₂（aq）+2I^-（aq）═I₄^2-（aq） …②
則反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達(dá)式，K=$\frac{c（{I}_{4}^{2-}）}{c（{I}_{2}）{c}^{2}（{I}^{-}）}$．
I₂的起始濃度均為0.1mol•L^-1，不同起始濃度KI溶液中，達(dá)到平衡時(shí)含碘離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表：

KI起始濃度/mol•L-1	0.02	0.04	0.06	0.08	0.10
I3-%	88.98	88.04	85.28	82.26	79.23
I42-%	4.38	8.67	12.60	16.21	19.53

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得出的兩條結(jié)論是①條件相同時(shí)，I₃^-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)組成始終占絕對(duì)優(yōu)勢（或I₃^-含量高，I₄^2-含量低）、②?隨I^-離子濃度的增加，I₃^-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低，I₄^2-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加．；
（3）某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應(yīng)的氧化性質(zhì)雜質(zhì)）的純度，過程如下：取0.36g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL．
①可選用淀粉作指示劑作滴定指示荊，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍(lán)色．
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．．
③該試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為95%．

Answer 1

分析 （1）A酸性條件下NaIO₃與KI反應(yīng)生成碘單質(zhì)，與淀粉變藍(lán)色；B碘遇到淀粉淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，濕潤條件下再遇到氯氣，發(fā)生5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，將碘反應(yīng)掉，藍(lán)色褪去；C根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，氧化性順序?yàn)镃l₂＞IO₃^-＞I₂；DIO₃^-中碘的化合價(jià)為+5價(jià)，I₂中的化合價(jià)為0價(jià)，碘是雙原子分子，沒生成1mol I₂，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10N_A；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念，依據(jù)化學(xué)方程式I₂（aq）+2I^-（aq）═I₄^2-（aq）書寫出平衡常數(shù)的表達(dá)式；根據(jù)KI的濃度的增加，I₃^-%的值相對(duì)于I₄^2-%的值始終處于絕對(duì)的優(yōu)勢，而且隨著KI的濃度的增加，I₄^2-%的值逐漸增加；
（3）①向含碘的溶液中加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，再向溶液中加入Na₂S₂O₃溶液，由于碘被Na₂S₂O₃還原為碘離子，溶液藍(lán)色逐漸褪去，當(dāng)溶液藍(lán)色剛好消失時(shí)，碘正好完全反應(yīng)，從而進(jìn)行滴定終點(diǎn)的判定；
②CuCl₂溶液與KI溶液相遇時(shí)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，+2價(jià)的銅離子得電子，變?yōu)?1價(jià)，-1碘離子失電子變?yōu)?價(jià)，離子反應(yīng)中遵循電子、電荷守恒；
③根據(jù)氧化還原法應(yīng)中氧化劑得到的電子的總量與還原劑失去的電子的總量相等，先向CuCl₂溶液中加入KI碘離子失去電子給了+2價(jià)的銅，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，再與Na₂S₂O₃溶液相遇，+2價(jià)的硫又失電子被碘得到變成碘離子，相當(dāng)于+2價(jià)的硫直接失電子被+2價(jià)的銅得到，變?yōu)?1價(jià)，得出如下關(guān)系：CuCl₂•2H₂O～Na₂S₂O₃，有n（CuCl₂•2H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=0.002mol，所以m（CuCl₂•2H₂O）=0.002mol×171gmol^-=0.342g，以此計(jì)算試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）A．酸性條件下NaIO₃與KI發(fā)生氧化還原反應(yīng)，-1價(jià)的碘離子被氧化為碘單質(zhì)，碘遇到淀粉變藍(lán)色，故A錯(cuò)誤；
B．濕潤的、已變藍(lán)的淀粉KI試紙褪色說明有碘和其接觸，在與氯氣相遇又變變?yōu)闊o色，是由于發(fā)生了氯氣與碘的氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，單質(zhì)碘消失，藍(lán)色消失，故B錯(cuò)誤；
C．由圖可知氯氣能將碘離子氧化為碘，碘酸根離子能將碘離子氧化為單質(zhì)碘，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，則有Cl₂＞IO₃^-＞I₂，故C正確；
D．反應(yīng)Ⅱ中IO₃^-與HSO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，+5價(jià)的碘得電子生成碘單質(zhì)，每一摩爾碘原子得到5mol電子，碘單質(zhì)是雙原子分子，所以每生成1mol碘單質(zhì)需要得10mol電子因此生成1molI₂轉(zhuǎn)移10mol電子，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
（2）由化學(xué)反應(yīng)方程式I₂（aq）+2I^-（aq）═I₄^2-（aq），可知化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=$\frac{c（{I}_{4}^{2-}）}{c（{I}_{2}）{c}^{2}（{I}^{-}）}$，通過觀察題中表中的數(shù)據(jù)，當(dāng)KI的起始濃度改變時(shí)I₃^-%、I₄^2-%的數(shù)據(jù)也發(fā)生相應(yīng)的改變，但KI的起始濃度怎么改變，平衡體系中I₃^-%相對(duì)于I₄^2-%都具有絕對(duì)的優(yōu)勢，而且隨著KI的起始濃度的增加，I₃^-%是減小的，
故答案為：K=$\frac{c（{I}_{4}^{2-}）}{c（{I}_{2}）{c}^{2}（{I}^{-}）}$；①條件相同時(shí)，I₃^-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)組成始終占絕對(duì)優(yōu)勢（或I₃^-含量高，I₄^2-含量低）、②隨I^-離子濃度的增加，I₃^-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低，I₄^2-離子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加；
（3）①向含碘的溶液中加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，再向溶液中加入Na₂S₂O₃溶液，由于碘被Na₂S₂O₃還原為碘離子，溶液藍(lán)色逐漸褪去，則選擇淀粉為指示劑，觀察到溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍(lán)色即為滴定終點(diǎn)，
故答案為：淀粉作指示劑； 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍(lán)色；
②CuCl₂溶液與KI溶液相遇時(shí)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，+2價(jià)的銅離子得電子，變?yōu)?1價(jià)，-1碘離子失電子變?yōu)?價(jià)，由電子、電荷守恒可知離子反應(yīng)為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，
故答案為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
③0.36gCuCl₂•2H₂O中+2價(jià)的銅離子得電子被還原為+1價(jià)的亞銅離子，碘離子被還原為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍(lán)色，選擇淀粉作為指示劑，向反應(yīng)后的體系中加入0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL時(shí)溶液有變?yōu)闊o色說明生成的單質(zhì)碘有被氧化為碘離子，反應(yīng)如下：I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-，相當(dāng)于Na₂S₂O₃中+4價(jià)的硫失去電子直接給了+2價(jià)的銅，再根據(jù)2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，則有CuCl₂•2H₂O～Na₂S₂O₃，n（Na₂S₂O₃）=0.002mol，反應(yīng)時(shí)1molNa₂S₂O₃失去1mol電子，則有n（CuCl₂•2H₂O）=0.002mol，故m（CuCl₂•2H₂O）=0.342g，所以試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為$\frac{0.342g}{0.36g}×$100%=95%，故答案為：95%．

點(diǎn)評(píng) 本題物質(zhì)含量的測定及物質(zhì)的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，把握題中的信息結(jié)合氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、元素化合物的性質(zhì)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等知識(shí)為解答的關(guān)鍵，題目綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，氧化還原反應(yīng)及關(guān)系式的計(jì)算為解答的難點(diǎn)．