Question

2．碘是生命体中的必需元素，请根据如下有关碘及其化合物的性质，回答下列问题：
（1）实验室中制取少量碘可采用如下方法：KI+CuSO₄→A （白色）↓+K₂SO₄+I₂．
16.0g CuSO₄与过量KI反应后可得19.1g 的A，写出A的化学式：CuI．工业生产中，可用智利硝石（含有NaIO₃）为原料，与NaHSO₃反应后生成碘，写出此反应的离子方程式：2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O．
（2）单质碘与氟气反应可得IF₅，实验表明液态IF₅具有一定的导电性，研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF₅的自偶电离（如：2H₂O?H₃O⁺+OH^-），生成的阳离子为IF₄⁺；阴离子为IF₆^-．
（3）将单质碘与铝屑置于管式电炉中，隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体，此固体溶于Na₂CO₃溶液可产生白色沉淀和气体．请写出上述实验过程中发生的化学反应方程式：2Al+3I₂=2AlI₃，2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑．
（4）某化学课外小组用海带为原料制得少量含碘离子的溶液．现用0.10mol•L^-1的酸性高锰酸钾溶液滴定20.00mL该溶液需10.25mL，则该溶液中碘离子的浓度为0.26mol•L-1（精确到0.01）．
（5）I₂O₅是白色粉末状固体，可用作氧化剂使H₂S、CO、HC1等氧化，在合成氨工业中常用I₂O₅来定量测量CO的含量．已知：
2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ•mol-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol-1
写出CO（g）与I₂O₅（s）反应析出固态I₂的热化学方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）=5CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据元素守恒知，A中含有Cu元素，该反应中I元素化合价由-1价变为0价，Cu元素得电子化合价降低，白色沉淀是Cu和I元素形成的化合物，n（CuSO₄）=$\frac{16.0g}{160g/mol}$=0.1mol，m（Cu）=64g/mol×0.1mol=6.4g，A中n（I）=$\frac{19.1g-6.4g}{127g/mol}$=0.1mol，n（Cu）：n（I）=0.1mol：0.1mol=1：1，据此判断A化学式；碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水；
（2）根据水的电离方程式确定IF₅电离方程式，从而确定其阴离子；
（3）AlI₃属于强酸弱碱盐、Na₂CO₃属于强碱弱酸盐，二者发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳；
（4）根据高锰酸钾和碘离子之间的关系式计算碘离子的物质的量浓度；
（5）根据已知热化学方程式，利用盖斯定律计算和书写热化学方程式．

解答 解：（1）根据元素守恒知，A中含有Cu元素，该反应中I元素化合价由-1价变为0价，Cu元素得电子化合价降低，白色沉淀是Cu和I元素形成的化合物，n（CuSO₄）=$\frac{16.0g}{160g/mol}$=0.1mol，m（Cu）=64g/mol×0.1mol=6.4g，A中n（I）=$\frac{19.1g-6.4g}{127g/mol}$=0.1mol，n（Cu）：n（I）=0.1mol：0.1mol=1：1，则A化学式为CuI；
碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水，离子方程式为2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O，
故答案为：CuI；2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O；
（2）根据水的电离方程式知，IF₅电离方程式为2IF₅?IF₄⁺+IF₆^-，所以生成的阳离子为IF₄⁺，阴离子为IF₆^-，
故答案为：IF₄⁺；IF₆^-；
（3）将单质碘与铝屑置于管式电炉中，隔绝空气加热碘单质和铝反应生成碘化铝，AlI₃属于强酸弱碱盐、Na₂CO₃属于强碱弱酸盐，二者发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，方程式为：2Al+3I₂=2AlI₃，2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑，
故答案为：2Al+3I₂=2AlI₃；2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑；
（4）反应消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.10mol•L^-1×0.01025L=0.001025mol，设参加反应的碘离子的物质的量为nmol，
       2MnO₄^-+10I^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂ +8H₂O
       2         10
0.001025mol       n
则$\frac{2}{0.001025mol}$=$\frac{10}{n}$，解得：n=0.005125mol，所以c（I^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.005125mol}{0.02L}$=0.26mol•L^-1，
故答案为：0.26；
（5）已知热化学方程式：
2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ•mol^-1①，
2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ•mol^-1②，
根据盖斯定律将方程式②×$\frac{5}{2}$-①×$\frac{1}{2}$得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ•mol^-1）×$\frac{5}{2}$-（-75.56kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-1377.22kJ/mol，
所以其热化学反应方程式为：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol，
故答案为：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

点评 本题考查碘元素及其化合物的性质，侧重考查性质实验方案设计，涉及离子检验、双水解反应、弱电解质的电离等知识点，明确物质性质是解本题关键，会利用已知知识采用知识迁移方法解答问题，题目难度中等．