Question

2．工业上制备单质碘的方法之一是从碘酸盐开始的．第一步先用适量的亚硫酸氢盐将碘酸盐还原成碘化物，离子方程式为：IO${\;}_{3}^{-}$+3HSO${\;}_{3}^{-}$?I^-+3SO${\;}_{4}^{2-}$+3H⁺．第二步将第一步得到的酸性碘化物溶液再跟适量的碘酸盐溶液合，发生反应析出了碘．请回答下列各小题：
（1）第二步发生反应的离子方程式是5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O．
（2）若要使碘酸盐的利用率最高，碘酸盐的第二步和第一步反应中的用量之比为5：1．
（3）①配平下列离子方程式：
2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-→2FeO₄^n-+（5-n ）Cl^-+（n+3）H₂O
②已知有3.21gFe（OH）₃参加了反应，共转移了5.418×10²²个电子，则n=2．
③根据（1）、（2）推测FeO₄^n-能和下列BC（填序号）物质反应．
A．KMnO₄ B．SO₂　　　　　C．H₂S   　　 D．O₂．

Answer 1

分析 （1）酸性碘化物溶液再跟适量的碘酸盐溶液合，发生反应析出了碘，为氧化还原反应，遵循电子、电荷守恒；
（2）结合两个反应判断碘酸盐的用量；
（3）①Fe元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低，遵循电子、电荷守恒；
②结合反应及元素的化合价计算n；
③与具有还原性的物质发生反应．

解答 解：（1）由题意知，反应物有氢离子、碘离子、碘酸根离子，生成物有碘单质，再根据原子守恒判断生成物还有水，再由电子守恒可知离子反应为5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O，
故答案为：5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O；
（2）由IO₃^-+3HSO₃^-?I^-+3SO₄^2-+3H⁺、5 I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂ +3H₂O可知，若要使碘酸盐的利用率最高，均恰好完全反应，则碘酸盐的第二步和第一步反应中的用量之比为5：1，
故答案为：5：1；
（3）①元素的化合价变化分别是：Fe元素由Fe（OH）₃中+3价变成^-FeO₄ⁿ中+（8-n）价，失去电子数为（5-n）个；Cl元素由ClO^-中的+1价变成Cl^-中的-1价，得电子数为2个；根据氧化还原反应中得失电子守恒，其最小公倍数为2（5-n），则离子反应为2Fe（OH）₃+（5-n）ClO^-+2nOH^-=2FeO₄^n-+（5-n ）Cl^-+（n+3）H₂O，
故答案为：2； （5-n）； 2n；2；（5-n ）；（n+3）
②Fe（OH）₃的物质的量为$\frac{3.21g}{107g/mol}$=0.03mol，转移电子为$\frac{5.415×1{0}^{22}}{6.02×1{0}^{23}}$=0.09mol，
2  Fe（OH）₃ +（5-n）ClO^-+2n OH^-=2  FeO₄^n-+（5-n） Cl^-+（3+n） H₂O 转移电子数
          2                                                                                                               2（5-n）   
         0.03mol                                                                                                        0.09mol
所以n=2，
故答案为：2；
③FeO₄^n-中Fe的化合价为+6价，为高价态，具有强氧化性，能和强还原性的物质反应，与具有还原性的SO₂和H₂S反应，故选BC．

点评 本题考查离子方程式的书写及氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及反应中元素化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意离子反应中保留化学式的物质及电子、电荷守恒，题目难度不大．