Question

美国科研小组曾宣布，火星的岩层中含有丰富的高氯酸盐，为测定其含量，该科研小组进行如下实验：
①取样品10.0g粉碎，用蒸馏水充分溶解、过滤，将滤液稀释到100mL．
②取溶液10mL，用0.01moI/L的碘水滴定，共消耗40mL碘水．
根据上述实验步骤完成下列问题；
（1）完成并配平下面方程式：______ClO^-₄+______I₂+______H₂O→______Cl^-+______IO^-₃+______
（2）上述实验中的还原剂是______，指示剂可选用______．
（3）与碘水反应的10mL溶液中ClO^-₄的物质的量浓度为______．

Answer 1

解：（1）依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平：ClO₄^-～Cl^-～8e^-；I₂～2I0₃^-～10e^-；根据电子守恒最小公倍数是40，配平氧化还原反应定量关系；结合反应前后原子守恒计算得到生成物中有氢离子生成；反应的离子方程式为：5ClO₄^-+4I₂+4H₂O=5Cl^-+8I0₃^-+8H⁺；故答案为：5，4，4，5，8，8H⁺；
（2）上述实验中的还原剂是I₂，指示剂应选淀粉溶液，滴定过程中溶液颜色有蓝色恰好褪去；
故答案为：I₂，淀粉溶液；
（3）取溶液10mL，用0.01moI/L的碘水滴定，共消耗40mL碘水．碘单质物质的量=0.04L×0.01mol/L=4×10^-4mol；
依据反应离子方程式计算：设10ml溶液中高氯酸跟离子物质的量为x
5ClO₄^-+4I₂+4H₂O=5Cl^-+8I0₃^-+8H⁺；
5 4
x 4×10^-4
x=5×10^-4mol；
10mL溶液中ClO^-₄的物质的量浓度==0.05mol/L；
故答案为：0.05mol/L．
分析：（1）依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平书写；
（2）元素化合价升高的物质做还原剂；元素化合价降低的物质做氧化剂；滴定实验的指示剂满足反应到终点时的颜色变化来判断反应完全；
（3）结合题干数据和离子方程式进行计算；
点评：本题考查了氧化还原反应的电子守恒应用，配平方法，滴定实验的终点判断，氧化还原反应的计算，溶液浓度的计算．