Question

4．已知在酸性条件下有以下反应：①2BrO₃^-+I₂═2IO₃^-+Br₂；②2IO₃^-+10Br^-+12H⁺═I₂+5Br₂+6H₂O．
现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO₃的物质的量有如图所示关系．
（1）反应①中氧化剂的化学式为BrO₃^-．
（2）a→b阶段的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：6．b点对应的含碘物质的化学式为I₂．
（3）b→c阶段反应的离子方程式为BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．
（4）n（KBrO₃）=4时，溶液中含碘物质的化学式为I₂、KIO₃．

Answer 1

分析 （1）反应①中Br元素化合价由+5价变为0价、I元素化合价由0价变为+5价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂；
（2）向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，根据图知，a点含I物质物质的量是6mol，说明a点含碘物质是KI，随着反应的进行，含碘物质的物质的量减少，b点时含碘物质的物质的量最少，说明KI完全反应，b点含碘物质是I₂，消耗n（KBrO₃）=（1-0）mol=1mol，该反应中KI是还原剂、KBrO₃是氧化剂；
（3）b-c阶段消耗KBrO₃，但含碘物质的物质的量不变，根据方程式①②知，该阶段含碘物质不参加反应，
只能是含溴元素离子参加氧化还原反应；
（4）n（KBrO₃）=4时，发生的反应依次有6I^-+BrO₃^-=Br^-+3I₂，BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，2BrO₃^-+I₂=2IO₃^-+Br₂，据此计算．

解答 解：（1）反应①中Br元素化合价由+5价变为0价、I元素化合价由0价变为+5价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，所以氧化剂是BrO₃^-，故答案为：BrO₃^-；
（2）向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，根据图知，a点含I物质物质的量是6mol，说明a点含碘物质是KI，随着反应的进行，含碘物质的物质的量减少，b点时含碘物质的物质的量最少，说明KI完全反应，b点含碘物质是I₂，消耗n（KBrO₃）=（1-0）mol=1mol，该反应中KI是还原剂、KBrO₃是氧化剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：6，故答案为：1：6；I₂；
（3）b-c阶段消耗KBrO₃，但含碘物质的物质的量不变，根据方程式①②知，该阶段含碘物质不参加反应，
只能是含溴元素离子参加氧化还原反应，发生归中反应生成溴单质，离子反应方程式为BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案为：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
（4）n（KBrO₃）=4时，发生的反应依次有6I^-+BrO₃^-=Br^-+3I₂，BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，2BrO₃^-+I₂=2IO₃^-+Br₂，6molKI生成I₂，需要1molKBrO₃，同时生成1molKBr，
发生BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，需要0.2molKBrO₃，如I₂完全被氧化生成KIO₃，还应需要6molKBrO₃，
则n（KBrO₃）=4时，对应含碘物质的化学式为I₂，KIO₃，
故答案为：I₂、KIO₃．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，明确图中曲线变化过程中发生的反应是解本题关键，注意题给信息的灵活运用，题目难度中等．