Question

16．元素周期表中第ⅦA族元素的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛．
（1）氯元素同族的下一周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，碘是紫黑色（填顏色）固體物質(zhì)．（2）牙齒的損壞實際上是牙釉質(zhì)羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]溶解的結(jié)果，糖沾附在牙齒上，在酶的作用下產(chǎn)生酸性物質(zhì)，易造成齲齒．使用含氟牙膏會保護(hù)牙齒，因為氟離子會跟羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]發(fā)生反應(yīng)生成氟磷灰石，氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕氟，用離子方程式表示這一過程Ca₅（PO₄）₃OH_（S）+F^- （aq）?Ca₅（PO₄）₃ F_（S）+OH^-（aq）．此外氟離子還能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生酸，含氟牙膏已經(jīng)普遍使用．
（3）碘被稱為“智力元素”，碘酸鉀（KIO₃）是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水．碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與碘化鉀生成單質(zhì)碘．寫出該反應(yīng)的離子方程式IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂．
（4）①電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開．在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時間后，藍(lán)色逐漸變淺．
已知：3I₂+6OH^-═IO₃^-+5I^-+3H₂O
下列說法正確的是ABCD
A．右側(cè)發(fā)生的電極方程式：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-
B．電解結(jié)束時，右側(cè)溶液中含有IO₃^-
C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式KI+3H₂O═KIO₃+3H₂↑（條件通電）
D．如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)方程式會改變
②電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：

步驟⑤的操作名稱干燥
（5）已知：I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₆^2-+2I^-．溶度積常數(shù)K_sp（CuCl）=1.7×10^-7 K_sp（ CuI）=1.3×10^-12
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)的氧化性雜質(zhì)）的純度，過程如下：取a g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀．用c mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液b mL．
①可選用淀粉溶液作滴定指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是滴最后一滴硫代硫酸鈉時，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不恢復(fù)．
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$\frac{171bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%．

Answer 1

分析 （1）氯元素同族的下一周期元素的原子為溴原子，原子序數(shù)為35，核外電子分四層排布，據(jù)此畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖；碘單質(zhì)為紫黑色固體；
（2）Ca₅（PO₄）₃（OH）生成Ca₅（PO₄）₃F，反應(yīng)后同時生成OH^-；
（3）在酸性條件碘酸根離子和碘離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碘單質(zhì)；
（4）①左側(cè)溶液變藍(lán)色，生成I₂，左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)為：2I^--2e^-=I₂，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，右側(cè)放出氫氣，右側(cè)I^-、OH^-通過陰離子交換膜向左側(cè)移動，發(fā)生反應(yīng)3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，一段時間后，藍(lán)色變淺，保證兩邊溶液呈電中性，左側(cè)的IO₃^-通過陰離子交換膜向右側(cè)移動，如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，左側(cè)多余K⁺通過陽離子交換膜遷移至陰極，保證兩邊溶液呈電中性；
②從熱溶液中析出晶體的方法是冷卻結(jié)晶；洗滌后的晶體要進(jìn)行干燥；洗滌晶體的目的：洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)；
（5）①淀粉遇到碘變藍(lán)，依據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-可知，當(dāng)Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液剛好將碘全部反應(yīng)，淀粉由藍(lán)色變成無色，據(jù)此解答；
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)實質(zhì)銅離子氧化碘離子生成生成碘化亞銅沉淀和單質(zhì)碘；
③依據(jù)碘單質(zhì)被Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到終點，發(fā)生反應(yīng)離子方程式得到 2Na₂S₂O₃～2Cu²⁺計算．

解答 解：（1）氯元素同族的下一周期元素的原子為溴原子，原子序數(shù)為35，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，碘單質(zhì)為紫黑色固體，
故答案為：； 紫黑色；
（2）由題意氟離子會跟羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]發(fā)生反應(yīng)生成氟磷灰石可知，反應(yīng)離子方程式為Ca₅（PO₄）₃OH_（S）+F^- （aq）?Ca₅（PO₄）₃ F_（S）+OH^-（aq），
故答案為：Ca₅（PO₄）₃OH_（S）+F^- （aq）?Ca₅（PO₄）₃ F_（S）+OH^-（aq）；
（3）在酸性條件碘酸根離子和碘離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碘單質(zhì)，離子方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂；
（4）①A．左側(cè)溶液變藍(lán)色，生成I₂，左側(cè)電極為陽極，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故A正確；
B．一段時間后，藍(lán)色變淺，發(fā)生反應(yīng)3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，中間為陰離子交換膜，右側(cè)I^-、OH^-通過陰離子交換膜向左側(cè)移動，保證兩邊溶液呈電中性，左側(cè)的IO₃^-通過陰離子交換膜向右側(cè)移動，故右側(cè)溶液中含有IO₃^-，故B正確；
C．左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)為：2I^--2e^-=I₂，同時發(fā)生反應(yīng)3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故總的電極反應(yīng)式為：KI+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$KIO₃+3H₂↑，故C正確；
D．用陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)方程式為：KI+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$KIO₃+3H₂↑，如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)為：2I^--2e^-=I₂，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，保證兩邊溶液呈電中性，左側(cè)多余K⁺通過陽離子交換膜遷移至陰極，左側(cè)生成I₂，右側(cè)溶液中有KOH生成，碘單質(zhì)與KOH不能反應(yīng)，總反應(yīng)相當(dāng)于：2KI+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+I₂+H₂↑，故D正確；
故答案為：ABCD；
②從熱溶液中析出晶體的方法是：冷卻結(jié)晶；洗滌后的晶體有水分，所以要進(jìn)行干燥；過濾后得到的晶體上吸附部分氫氧化鉀等雜質(zhì)，為得到較純凈的碘酸鉀晶體，所以要進(jìn)行洗滌，據(jù)此可知步驟⑤的操作名稱為干燥，
故答案為：干燥；
（5）①淀粉遇到碘變藍(lán)，依據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-可知，當(dāng)Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液剛好將碘全部反應(yīng)，淀粉由藍(lán)色變成無色，所以可以淀粉做指示劑，當(dāng)?shù)矸塾伤{(lán)色變成無色且半分鐘不變化滴定達(dá)到終點；
故答案為：淀粉溶液； 滴最后一滴硫代硫酸鈉時，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；
②CuCl₂溶液與KI反應(yīng)實質(zhì)銅離子氧化碘離子生成生成碘化亞銅沉淀和單質(zhì)碘，離子方程式：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
故答案為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
③依據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 2Na₂S₂O₃～2Cu²⁺
         2                  2
試樣中CuCl₂•2H₂O的物質(zhì)的量為b mL×c mol/L，
試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)=$\frac{171bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{171bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%．

點評 本題考查了碘的物理性質(zhì)、電解原理、碘離子的檢驗等性質(zhì)，為高頻考點，題目難度中等，涉及物質(zhì)分離和提純、基本實驗操作計算等知識點，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾椋?/p>