Question

3．已知溶液中：还原性HSO₃^-＞I^-，氧化性IO₃^-＞I₂＞SO₄^2-．
（1）在NaIO₃溶液中滴加少量NaHSO₃溶液，发生下列反应．配平反应方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目．
4NalO₃+10NaHSO₃=2I₂+7Na₂SO₄+3H₂SO₄+2H₂O．该反应中还原剂是NaHSO₃ （填化学式），被还原的元素是碘 （填中文名称）．
（2）在含5mol NaHSO₃的溶液中逐滴加入NaIO₃溶液．加入NaIO₃的物质的量和析出I₂单质的物质的量的关系曲线如图所示．
①写出反应过程中与AB段曲线对应的离子方程式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②当溶液中I^-与I₂的物质的量之比为a时，加入的NaIO₃为$\frac{5a+10}{3a+5}$mol（用含a的代数式来表示）．

Answer 1

分析 （1）反应中碘元素由+5价降低为0价，硫元素由+4升高为+6价，依据得失电子守恒及原子个数守恒写出反应方程式；
氧化还原反应中，所含元素化合价升高的反应物为还原剂，所含元素化合价降低的反应物为氧化剂；
（2）①根据图象可知0～A段发生IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，AB段曲线发生IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂；
②设需要加入NaIO₃为x，依据IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂计算解答．

解答 解：（1）反应中碘元素由+5价降低为0价，硫元素由+4升高为+6价，要使得失电子守恒，NalO₃系数为4，
NaHSO₃系数为10，依据原子个数守恒该反应的方程式为：4NaIO₃ +10NaHSO₃ =7Na₂SO₄ +3H₂SO₄ +2I₂+2H₂O，用单线桥表示为：；

反应中亚硫酸氢钠中硫元素化合价升高，为还原剂；碘酸钾中碘元素化合价降低，碘酸钾做氧化剂，碘元素被还原；
故答案为：4；10；2；7；3；2；NaHSO₃；碘；；

（2）①根据图象可知0～A段发生IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，AB段曲线发生IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂；
故答案为：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂；
②设需要加入NaIO₃为x，
IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，
1    3            1
$\frac{5}{3}$     5          $\frac{5}{3}$
IO₃^-+5I^-+6H⁺═3H₂O+3I₂
1    5             3
（x-$\frac{5}{3}$）5（x-$\frac{5}{3}$）      3（x-$\frac{5}{3}$）

则：$\frac{n（{I}^{-}）}{n（{I}_{2}）}$=$\frac{\frac{5}{3}-5（x-\frac{5}{3}）}{3（x-\frac{5}{3}）}$=a；
解得：x=$\frac{5a+10}{3a+5}$．
故答案为：$\frac{5a+10}{3a+5}$．

点评 本题考查了化学方程式的书写、有关方程式的计算，明确氧化还原反应得失电子规律是解题关键，题目难度中等．