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試紙和食醋檢驗加碘鹽時淀粉KI試紙會變藍
B．足量Cl₂能使?jié)駶櫟�、已變藍的淀粉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弱順序為Cl₂＞I₂＞IO₃^-
D．途徑Ⅱ中若生成1mol I₂，則反應中轉(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②的平衡常數(shù)表達式，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，達到平衡時含碘離子的物質(zhì)的量分數(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，I₃^-離子的物質(zhì)的量分數(shù)組成始終占絕對優(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)的量分數(shù)降低，I₄^2-離子的物質(zhì)的量分數(shù)增加．；
（3）某學習小組用“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，生成白色沉淀．用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準溶液20.00mL．
①可選用淀粉作指示劑作滴定指示荊，滴定終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復為藍色．
②CuCl₂溶液與KI反應的離子方程式為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．．
③該試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分數(shù)為95%．

Answer 1

分析 （1）A酸性條件下NaIO₃與KI反應生成碘單質(zhì)，與淀粉變藍色；B碘遇到淀粉淀粉碘化鉀試紙變藍色，濕潤條件下再遇到氯氣，發(fā)生5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，將碘反應掉，藍色褪去；C根據(jù)氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，氧化性順序為Cl₂＞IO₃^-＞I₂；DIO₃^-中碘的化合價為+5價，I₂中的化合價為0價，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)化學平衡常數(shù)的概念，依據(jù)化學方程式I₂（aq）+2I^-（aq）═I₄^2-（aq）書寫出平衡常數(shù)的表達式；根據(jù)KI的濃度的增加，I₃^-%的值相對于I₄^2-%的值始終處于絕對的優(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，溶液藍色逐漸褪去，當溶液藍色剛好消失時，碘正好完全反應，從而進行滴定終點的判定；
②CuCl₂溶液與KI溶液相遇時，發(fā)生氧化還原反應，+2價的銅離子得電子，變?yōu)?1價，-1碘離子失電子變?yōu)?價，離子反應中遵循電子、電荷守恒；
③根據(jù)氧化還原法應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價的銅，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，再與Na₂S₂O₃溶液相遇，+2價的硫又失電子被碘得到變成碘離子，相當于+2價的硫直接失電子被+2價的銅得到，變?yōu)?1價，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，以此計算試樣中CuCl₂•2H₂O的質(zhì)量百分數(shù)．

解答 解：（1）A．酸性條件下NaIO₃與KI發(fā)生氧化還原反應，-1價的碘離子被氧化為碘單質(zhì)，碘遇到淀粉變藍色，故A錯誤；
B．濕潤的、已變藍的淀粉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，其反應方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl，單質(zhì)碘消失，藍色消失，故B錯誤；
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Ⅱ中IO₃^-與HSO₃^2-發(fā)生氧化還原反應，+5價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錯誤；
故答案為：C；
（2）由化學反應方程式I₂（aq）+2I^-（aq）═I₄^2-（aq），可知化學平衡常數(shù)的表達式為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KI的起始濃度改變時I₃^-%、I₄^2-%的數(shù)據(jù)也發(fā)生相應的改變，但KI的起始濃度怎么改變，平衡體系中I₃^-%相對于I₄^2-%都具有絕對的優(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，I₃^-離子的物質(zhì)的量分數(shù)組成始終占絕對優(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)的量分數(shù)降低，I₄^2-離子的物質(zhì)的量分數(shù)增加；
（3）①向含碘的溶液中加入淀粉溶液，溶液變藍色，再向溶液中加入Na₂S₂O₃溶液，由于碘被Na₂S₂O₃還原為碘離子，溶液藍色逐漸褪去，則選擇淀粉為指示劑，觀察到溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復為藍色即為滴定終點，
故答案為：淀粉作指示劑； 溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復為藍色；
②CuCl₂溶液與KI溶液相遇時，發(fā)生氧化還原反應，+2價的銅離子得電子，變?yōu)?1價，-1碘離子失電子變?yōu)?價，由電子、電荷守恒可知離子反應為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，
故答案為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
③0.36gCuCl₂•2H₂O中+2價的銅離子得電子被還原為+1價的亞銅離子，碘離子被還原為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍色，選擇淀粉作為指示劑，向反應后的體系中加入0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液20mL時溶液有變?yōu)闊o色說明生成的單質(zhì)碘有被氧化為碘離子，反應如下：I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-，相當于Na₂S₂O₃中+4價的硫失去電子直接給了+2價的銅，再根據(jù)2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂，則有CuCl₂•2H₂O～Na₂S₂O₃，n（Na₂S₂O₃）=0.002mol，反應時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)量百分數(shù)為$\frac{0.342g}{0.36g}×$100%=95%，故答案為：95%．

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