Question

碘是人类发现的第二个生命科学必需微量元素．回答下列问题：
（1）碘与氯是同族元素，它们位于元素周期表的第

 

族；HI的稳定性比HCl

 

（填“强”或“弱”，下同），HI的还原性比HCl

 

．
（2）自然界中的碘有的以NaIO₃形态存在于硝石（NaNO₃）中，向硝石母液中加入NaHSO₃可以制得I₂，请写出NaIO₃溶液和NaHSO₃溶液反应的离子方程式

 

．
（3）碘还以碘化物的形态存在于海水中，被海藻类植物吸收而富集，从海带中提取碘的过程如图：
步骤③的操作名称为

 

；
步骤④发生反应的离子方程式为

 

；
步骤③得到的滤液中c（I^-）=0.004mol/L，取10mL滤液加入10mL Pb（NO₃）₂溶液，若要生成PbI₂沉淀，则所加Pb（NO₃）₂溶液的浓度应大于

 

mol/L[已知K_sp（PbI₂）=9.8×10^-9]
（4）为了预防地方性甲状腺肿和地方性克汀病等碘缺乏病，可在食盐中加入KIO₃．KIO₃在工业上可用电解法制取．以铂为阳极、不锈钢为阴极，以KI和 KOH混合溶液为电解液，请写出阳极的电极反应式

 

；电解池总反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：海带成分中碘的检验,氧化还原反应,碘与人体健康

专题：

分析：（1）元素周期表中，原子核外最外层电子数相等的元素位于同一主族；碘与氯是同主族元素；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，但氢化物的还原性越弱；
（2）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；
（3）海带灼烧浸泡得到海带灰悬浊液，过滤得到含碘离子的溶液，通入氧化剂MnO₂氧化碘离子为碘单质，得到碘单质的水溶液，加入有机苯萃取剂进行分液萃取得到含碘单质的有机溶液，蒸馏得到晶体碘；沉淀是PbI₂，步骤③得到的滤液中c（I^-）=0.004mol/L，根据Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-）计算即可；
（4）溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，碘离子在阳极失电子生成碘酸根离子；电解时，阴极上水电离的氢离子放电；据此书写电解池总反应化学方程式；

解答： 解：（1）氯原子结构图为，最外层7个电子，属于第ⅦA族元素，碘与氯是同族元素，所以它们位于元素周期表的第ⅦA族，同主族元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，但氢化物的还原性越弱，F、Cl、Br、I属于同主族元素，所以HI的稳定性比HCl弱，HI的还原性比HCl强，
故答案为：ⅦA；弱；强；
（2）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：2IO₃^-+5HSO₃^-=I₂+5SO₄^2-+3H⁺+H₂O（2分）
（3）分离固体和液体用过滤；步骤③过滤得到含碘离子的溶液，步骤④MnO₂为氧化剂，Mn元素化合价从+4价降低到+2价，碘离子为还原剂，碘从-1价I^-变为0价碘单质，所以反应为：2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O，根据题意，沉淀是PbI₂，步骤③得到的滤液中c（I^-）=0.004mol/L，根据Ksp=c[Pb（NO₃）₂]?c²（I^-），则生成沉淀时，混合溶液中的Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为

9.8×10-9

(4×10-3)2

=6.125×10^-4（mol/L），因取10mL滤液加入10mL Pb（NO₃）₂溶液，混合前，即原Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为2×6.125×10^-4mol/L=1.225×10^-3mol/L．
故答案为：过滤； 2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O；1.225×10^-3；
（4）以铂为阳极、不锈钢为阴极，以KI和 KOH混合溶液为电解液电解，碘离子在阳极上失电子发生氧化反应I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，电解池总反应化学方程式为：KI+3H₂O

电解  .

KIO₃+3H₂↑；
故答案为：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O； KI+3H₂O

电解  .

KIO₃+3H₂↑；

点评：本题考查了碘的有关知识，涉及原子结构、车垫溶解平衡、碘单质的提取、电解原理等，注意根据电极反应式中元素化合价变化确定阴阳极材料，再结合基本实验操作、物质和转移电子之间的关系式解答，题目难度中等．