Question

9．碘是生命體中的必需元素，請(qǐng)根據(jù)如下有關(guān)碘及其化合物的性質(zhì)，回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室中制取少量碘可采用如下方法：KI+CuSO₄→A （白色）↓+K₂SO₄+I₂，16.0g CuSO₄與過(guò)量KI反應(yīng)后可得19.1g 的A，寫(xiě)出A的化學(xué)式：CuI．工業(yè)生產(chǎn)中，可用智利硝石（含有NaIO₃）為原料，與NaHSO₃溶液反應(yīng)后生成碘，寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式：2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O．
（2）單質(zhì)碘與氟氣反應(yīng)可制得IF₅，實(shí)驗(yàn)表明液態(tài)IF₅具有一定的導(dǎo)電性，研究人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因在于IF₅的自偶電離（如：2H₂O≒H₃O⁺+OH^-），生成的陽(yáng)離子為IF₄⁺，則陰離子為IF₆^-．
（3）將單質(zhì)碘與鋁屑置于管式電爐中，隔絕空氣加熱至500℃得到棕色片狀固體（AlI₃），此固體溶于Na₂CO₃溶液可產(chǎn)生白色沉淀和氣體．請(qǐng)寫(xiě)出AlI₃和Na₂CO₃溶液反應(yīng)的離子方程式：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（4）設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案判斷加碘食鹽中碘的存在形式為I^-、IO₃^-，或兩者同時(shí)存在．請(qǐng)對(duì)以下試驗(yàn)方案進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析．首先取試樣加水溶解，分成三份試樣：
①第一份試樣加酸酸化，如果加淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明試樣中同時(shí)存在I^-和IO₃^-，該過(guò)程反應(yīng)的離子方程式為5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
②第二份試樣酸化后加FeCl₃（或H₂O₂）溶液，如果加入淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明試樣中存在I^-．
③第三份試樣酸化后，如果直接使淀粉-KI試紙變藍(lán)，說(shuō)明試樣存在IO₃^-離子．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Cu元素，該反應(yīng)中I元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，Cu元素得電子化合價(jià)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，據(jù)此判斷A化學(xué)式；
碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水；
（2）根據(jù)水的電離方程式確定IF₅電離方程式，從而確定其陰離子；
（3）AlI₃屬于強(qiáng)酸弱堿鹽、Na₂CO₃屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，二者發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳；
（4）①碘離子具有還原性、碘酸根離子具有強(qiáng)氧化性，試樣加酸酸化，如果加淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，則存在碘離子和碘酸根離子；
②試樣酸化后，然后向溶液中加入氧化劑，如果加入淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明試樣中存在I^-；
③試樣酸化后，如果直接使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，就說(shuō)明含有碘酸根離子．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Cu元素，該反應(yīng)中I元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，Cu元素得電子化合價(jià)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，則A化學(xué)式為CuI；
碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水，離子方程式為2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O，
故答案為：CuI；2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O；
（2）根據(jù)水的電離方程式知，IF₅電離方程式為2IF₅?IF₄⁺+IF₆^-，所以陰離子為IF₆^-，
故答案為：IF₆^-；
（3）AlI₃屬于強(qiáng)酸弱堿鹽、Na₂CO₃屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，二者發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳，離子方程式為2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）①碘離子具有還原性、碘酸根離子具有強(qiáng)氧化性，試樣加酸酸化，如果加淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，則存在碘離子和碘酸根離子，離子反應(yīng)方程式為5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，故答案為：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②試樣酸化后，然后向溶液中加入氧化劑，如FeCl₃（或H₂O₂），如果加入淀粉溶液后試樣溶液變藍(lán)，說(shuō)明試樣中存在I^-，
故答案為：FeCl₃（或H₂O₂）；
③試樣酸化后，如果直接使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，則碘離子被氧化生成碘單質(zhì)，就說(shuō)明原溶液含有碘酸根離子，
故答案為：淀粉-KI．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及離子檢驗(yàn)、雙水解反應(yīng)、弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)點(diǎn)，明確物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會(huì)利用已知知識(shí)采用知識(shí)遷移方法解答問(wèn)題．