Question

14．亚硝酸钠易溶于水，有碱味，有氧化性，也有还原性．NaNO₂大量用于染料工业和有机合成工业中，也可用作水泥施工的抗冻剂．然而由于NaNO₂有毒性，将含该物质的废水直接排放会引起水体严重污染，所以这种废水必须处理后才能排放．处理方法之一如下：
2NaNO₂+2KI+2H₂SO₄→2NO+1 I₂+1 K₂SO₄+1Na₂SO₄+2H₂O
（1）请完成该化学方程式并配平．
（2）在上述反应中，若要生成50.8g I₂，则电子转移了0.4N_A个．
（3）现有25.00mL的KI溶液，用酸化的10.00mL 0.0500mol/L的KIO₃溶液处理（5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O）．将生成的I₂全部除去后，再加入过量的KI溶液，使之与剩余的KIO₃反应，然后将溶液调节至中性，析出的单质碘用0.1000mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定（2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-），用去该溶液的体积为21.00mL．求剩余的KIO₃为3.5×10^-4 mol，原KI溶液的物质的量浓度是0.03mol/L．

Answer 1

分析 （1）该反应中元素的化合价变化如下：2KI→I₂，I元素的化合价由-1价→0价，I失去2e^-；NaNO₂→NO，N元素的化合价由+3价→+2价，得到e^-，依据氧化还原反应中：化合价升高数=化合价降低数，结合原子个数守恒规律书写方程式；
（2）根据反应2NaNO₂+2KI+2H₂SO₄═2NO↑+I₂+K₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O，2KI→I₂，生成1mol碘，转移2mole-，据此计算解答；
（3）根据反应方程式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O和2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，找出关系式IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，计算出过量的IO₃^-，再利用5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O结合滴定数据计算出原KI溶液的物质的量浓度．

解答 解：（1）该反应中元素的化合价变化如下：2KI→I₂，I元素的化合价由-1价→0价，I失去2e^-；NaNO₂→NO，N元素的化合价由+3价→+2价，得到e^-，依据氧化还原反应中：化合价升高数=化合价降低数，得失电子的最小公倍数为2，所以NaNO₂前的系数是2，I₂前的系数是1，根据钠、钾原子守恒，K₂SO₄前是1，Na₂SO₄前是1，依据原子个数守恒可知反应的化学方程式：2NaNO₂+2KI+2H₂SO₄═2NO↑+I₂+K₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O
故答案为：2；2；2H₂SO₄；2；1；1；1；2H₂O；
（2）根据反应2NaNO₂+2KI+2H₂SO₄═2NO↑+I₂+K₂SO₄+Na₂SO₄+2H₂O，2KI→I₂，生成1mol碘，转移2mole-，则生成50.8g I₂，物质的量为$\frac{50.8g}{254g/mol}$=0.2mol，转移电子数为0.2mol×2×N_A=0.4N_A，
故答案为：0.4N_A；
（3）根据反应IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，以及2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，
得出反应的关系式IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
又n（Na₂S₂O₃）=0.10mol/L×0.0210L=0.00210mol，
n（KIO₃）=0.05000mol/L×0.01L=0.0005mol，
依据IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
    1         6
   n          0.00210mol
解得n=0.00035mol；所以剩余KIO₃为0.00035mol=3.5×10^-4mol；
依据5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O 
     5    1
     n′（0.0005-0.00035）mol
n′=5×（0.0005-0.00035）mol=0.00075mol；
所以25.00mL的KI溶液浓度，C（KI）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.00075mol}{0.025L}$=0.03mol/L；
故答案为：3.5×10^-4；0.03．

点评 本题考查了氧化还原反应、有关方程式的计算，明确氧化还原反应规律，准确找出相关物质之间量的关系是解题关键，题目难度中等．