Question

5．已知：IO₃+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O．工业上利用NaIO₃和NaHSO₃反应来制取单质I₂．
①NaIO₃不足时：2NaIO₃+6NaHSO₃═2NaI+3Na₂SO₄+3H₂SO₄
②NaIO₃足量时还会发生：5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄═3I₂+3Na₂SO₄+3H₂SO₄+3H₂O
现模拟工业制取I₂．在含31.2gNaHSO₃的溶液中逐滴加入2mol/LNaIO₃溶液vmL．
（1）当v=50mL时，再滴NaIO₃就开始析出I₂．
（2）当v为55mL时，生成的I₂的质量为7.62g．

Answer 1

分析 31.2gNaHSO₃的物质的量为：$\frac{31.2g}{104g/mol}$=0.3mol，
（1）滴NaIO₃就开始析出I₂，必须将NaHSO₃的溶液全部转化为Na₂SO₄，根据方程式：2NaIO₃+6NaHSO₃═2NaI+3Na₂SO₄+3H₂SO₄，计算NaIO₃溶液的体积；
（2）当v为55mL时，则参与反应5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄═3I₂+3Na₂SO₄+3H₂SO₄+3H₂O的NaIO₃的物质的量为：（55-50）ml×2mol/L=0.01mol，而由反应：
5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄═3I₂+3Na₂SO₄+3H₂SO₄+3H₂O，
        1           3
      0.01         n（I₂）
n（I₂）=0.03，由此解答．

解答 解：31.2gNaHSO₃的物质的量为：$\frac{31.2g}{104g/mol}$=0.3mol，
（1）滴NaIO₃就开始析出I₂，必须将NaHSO₃的溶液全部转化为Na₂SO₄，根据方程式：
 2NaIO₃ +6NaHSO₃═2NaI+3Na₂SO₄+3H₂SO₄，
     2             6
2mol/L×V（NaIO₃）0.3mol
所以$\frac{2}{6}=\frac{2mol/L×V（NaI{O}_{3}）}{0.3mol}$
解这得：V（NaIO₃）=50mL，故答案为：50；
（2）当v为55mL时，则参与反应5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄═3I₂+3Na₂SO₄+3H₂SO₄+3H₂O的NaIO₃的物质的量为：（55-50）ml×2mol/L=0.01mol，而由反应：
5NaI+NaIO₃+3H₂SO₄═3I₂+3Na₂SO₄+3H₂SO₄+3H₂O，
       1            3
      0.01         n（I₂）
n（I₂）=0.03，所以生成0.03mol的I₂，质量为0.03×254=7.62克，故答案为：7.62．

点评 本题是一道有关氧化还原反应的综合题，考查角度广，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．