Question

2．工業(yè)上制備單質(zhì)碘的方法之一是從碘酸鹽開始的．第一步先用適量的亞硫酸氫鹽將碘酸鹽還原成碘化物，離子方程式為：IO${\;}_{3}^{-}$+3HSO${\;}_{3}^{-}$?I^-+3SO${\;}_{4}^{2-}$+3H⁺．第二步將第一步得到的酸性碘化物溶液再跟適量的碘酸鹽溶液合，發(fā)生反應(yīng)析出了碘．請回答下列各小題：
（1）第二步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O．
（2）若要使碘酸鹽的利用率最高，碘酸鹽的第二步和第一步反應(yīng)中的用量之比為5：1．
（3）①配平下列離子方程式：
2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-→2FeO₄^n-+（5-n ）Cl^-+（n+3）H₂O
②已知有3.21gFe（OH）₃參加了反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移了5.418×10²²個電子，則n=2．
③根據(jù)（1）、（2）推測FeO₄^n-能和下列BC（填序號）物質(zhì)反應(yīng)．
A．KMnO₄ B．SO₂　　　　　C．H₂S   　　 D．O₂．

Answer 1

分析 （1）酸性碘化物溶液再跟適量的碘酸鹽溶液合，發(fā)生反應(yīng)析出了碘，為氧化還原反應(yīng)，遵循電子、電荷守恒；
（2）結(jié)合兩個反應(yīng)判斷碘酸鹽的用量；
（3）①Fe元素的化合價升高，Cl元素的化合價降低，遵循電子、電荷守恒；
②結(jié)合反應(yīng)及元素的化合價計算n；
③與具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．

解答 解：（1）由題意知，反應(yīng)物有氫離子、碘離子、碘酸根離子，生成物有碘單質(zhì)，再根據(jù)原子守恒判斷生成物還有水，再由電子守恒可知離子反應(yīng)為5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O，
故答案為：5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O；
（2）由IO₃^-+3HSO₃^-?I^-+3SO₄^2-+3H⁺、5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O可知，若要使碘酸鹽的利用率最高，均恰好完全反應(yīng)，則碘酸鹽的第二步和第一步反應(yīng)中的用量之比為5：1，
故答案為：5：1；
（3）①元素的化合價變化分別是：Fe元素由Fe（OH）₃中+3價變成^-FeO₄ⁿ中+（8-n）價，失去電子數(shù)為（5-n）個；Cl元素由ClO^-中的+1價變成Cl^-中的-1價，得電子數(shù)為2個；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒，其最小公倍數(shù)為2（5-n），則離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2FeO₄^n-+（5-n ）Cl^-+（n+3）H₂O，
故答案為：2； （5-n）； 2n；2；（5-n ）；（n+3）
②Fe（OH）₃的物質(zhì)的量為$\frac{3.21g}{107g/mol}$=0.03mol，轉(zhuǎn)移電子為$\frac{5.415×1{0}^{22}}{6.02×1{0}^{23}}$=0.09mol，
2  Fe（OH）₃ +（5-n）ClO^-+2n OH^-=2  FeO₄^n-+（5-n） Cl^-+（3+n） H₂O 轉(zhuǎn)移電子數(shù)
          2                                                                                                               2（5-n）   
         0.03mol                                                                                                        0.09mol
所以n=2，
故答案為：2；
③FeO₄^n-中Fe的化合價為+6價，為高價態(tài)，具有強(qiáng)氧化性，能和強(qiáng)還原性的物質(zhì)反應(yīng)，與具有還原性的SO₂和H₂S反應(yīng)，故選BC．

點評 本題考查離子方程式的書寫及氧化還原反應(yīng)，為高頻考點，把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)中元素化合價變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意離子反應(yīng)中保留化學(xué)式的物質(zhì)及電子、電荷守恒，題目難度不大．