Question

12．碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有重要应用．回答下列问题：
（1）碘在元素周期表的位置为第五周期第VIIA族，HI的沸点比HF低（填“高”或“低”）．
在某温度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水电离出来的c（OH^-）=1.0×10^-10，在此温度下，将pH=3的HI溶液与pH=9的NaOH溶液以体积比9：11混合，则所得混合溶液的pH=8
（2）H₂O₂可将I₂氧化为HIO₃，然后HIO₃与KOH发生酸碱中和反应，制得KIO₃．为了确保加碘盐的最低含量，1Kg碘盐中至少应加入碘酸钾21.4mg．若要制得10t加碘食盐，理论上至少需要消耗质量分数为17%的H₂O₂0.5Kg．
（3）可通过用惰性电极电解KI溶液制备KIO₃，则阳极反应式为I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）I位于周期表第五周期第VIIA族，氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比，氢键能增大氢化物的熔沸点；
在某温度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水电离出来的c（OH^-）=c（H⁺）=1.0×10^-10mol/L，该溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，所以离子积常数c（OH^-）．c（H⁺）=1.0×10^-10×0.01=1.0×10^-12，该温度下HI溶液中c（H⁺）=0.001mol/L，c（NaOH）=0.001mol/L，二者以体积之比为9：11混合，混合溶液中NaOH过量，所以溶液呈碱性，则混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.001mol/L×（11-9）}{11+9}$mol/L=10^-4mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-8mol/L，溶液的pH=-lgc（H⁺）；
（2）1kg碘盐中至少应加入碘酸钾21.4mg，若要制得10t加碘食盐，m（KIO₃）=$\frac{21.4mg}{1Kg}×10t$=214g，
n（KIO₃）=$\frac{214g}{214g/mol}$=1mol，根据转移电子相等计算消耗双氧水的质量；
（3）用惰性电极电解KI溶液时，阳极上碘离子失电子和氢氧根离子反应生成碘酸根离子和水．

解答 解：（1）I位于周期表第五周期第VIIA族，氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比，氢键能增大氢化物的熔沸点，HF中含有氢键，所以熔沸点HF＞HI；
在某温度下，0.01mol/L的NaOH溶液中由水电离出来的c（OH^-）=c（H⁺）=1.0×10^-10mol/L，该溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，所以离子积常数c（OH^-）．c（H⁺）=1.0×10^-10×0.01=1.0×10^-12，该温度下HI溶液中c（H⁺）=0.001mol/L，c（NaOH）=0.001mol/L，二者以体积之比为9：11混合，混合溶液中NaOH过量，所以溶液呈碱性，则混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.001mol/L×（11-9）}{11+9}$mol/L=10^-4mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-8 mol/L，溶液的pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-8=8，
故答案为：五；VIIA；低；8；
（2）1kg碘盐中至少应加入碘酸钾21.4mg，若要制得10t加碘食盐，m（KIO₃）=$\frac{21.4mg}{1Kg}×10t$=214g，
n（KIO₃）=$\frac{214g}{214g/mol}$=1mol，根据转移电子相等得消耗双氧水的质量=$\frac{\frac{1mol×5}{2}×34g/mol}{17%}$=500g=0.5Kg，
故答案为：0.5；
（3）用惰性电极电解KI溶液时，阳极上碘离子失电子和氢氧根离子反应生成碘酸根离子和水，电极反应式为I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，
故答案为：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断、氧化还原反应、电解原理等知识点，综合性较强，侧重考查学生计算能力，明确化学反应原理及各个物理量之间的关系是解本题关键，注意（1）中离子积常数的计算、（2）中单位之间的换算，为易错点．