Question

【題目】微型化學實驗可以有效實現(xiàn)化學實驗綠色化的要求。如下圖所示在一塊襯白紙的玻璃片的不同位置分別滴加濃度為0.1mol/L的KI(含淀粉溶液)、NaOH的酚酞(C20H14O4)試液、FeCl2(含KSCN)溶液各一滴，在圓心處放置一粒芝麻大小的KMnO4的晶體，向KMnO4的晶體上滴加一滴濃鹽酸，再立即用表面皿蓋好。根據(jù)上述描述涉及到的元素，回答問題：

(1)KMnO4中Mn元素的化合價為：_______________，Fe在周期表中的位置是：_____________________。

(2)第三周期原子半徑最小的原子共有______ 種不同能量的電子；長周期主族元素形成化合物的電子式為：__________________。

(3)結(jié)合已學知識分析a、c處的可能出現(xiàn)的現(xiàn)象：a：_____________________________；c：_________________________________；b處可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________________

(4)已知溶液中，還原性為HSO3＞I-，氧化性為IO3＞I2＞SO42．在含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入的KIO3和析出的I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示：

①a點處的還原產(chǎn)物是：____________(填離子符號)； b點→c點反應(yīng)的離子方程式是：_________________________________________

②當溶液中的I-為0.5mol時，加入的KIO3可能是：____________________ mol。

Answer 1

【答案】+7 第四周期Ⅷ族 5 溶液變?yōu)樗{色 紅色褪去(或紅色變淺) 2Fe2++Cl2→2Fe3+ +2Cl-、Fe3+ +3SCN-→Fe(SCN)3 I- IO3-+6H++5I-→3H2O+3I2 0.5或1.1

【解析】

化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零；Fe位于元素周期表的第四周期Ⅷ族；氯氣能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，據(jù)此分析實驗現(xiàn)象；氯氣能將亞鐵離子氧化為Fe3+，Fe3+與硫氰化鉀反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵；還原性HSO3＞I-，首先發(fā)生反應(yīng)： ，HSO3反應(yīng)完畢，繼續(xù)加入KIO3，由于氧化性IO3-＞I2，再發(fā)生反應(yīng)： ，結(jié)合a點沒有生成I2分析；當溶液中的I-為0.5mol時，有兩種情況：一是只發(fā)生反應(yīng)：；二是HSO3反應(yīng)完畢后，還發(fā)生反應(yīng)：，據(jù)此分析即可。

（1）根據(jù)化學式書寫原則，KMnO4中K是+1價，O是-2價，化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零，所以Mn元素的化合價為+7；在周期表中，Fe位于第四周期Ⅷ族；

（2）第三周期原子半徑最小的原子是氯離子，有5個能級，有5種不同能量的電子；長周期主族元素形成化合物是離子化合物，以碘化鉀為例，電子式為：；

（3）高錳酸鉀遇到濃鹽酸會立即產(chǎn)生氯氣，氯氣能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，淀粉遇碘單質(zhì)顯示藍色，故a處出現(xiàn)的現(xiàn)象為：溶液變?yōu)樗{色；氯氣還能和強堿氫氧化鈉之間反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，次氯酸鈉水解顯示弱堿性，故c處出現(xiàn)的現(xiàn)象為：紅色變淺或褪去；

氯氣能將亞鐵離子氧化為Fe3+： ，Fe3+與硫氰化鉀反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵： ；

（4）①還原性HSO3＞I-，首先發(fā)生反應(yīng)：，HSO3反應(yīng)完畢，繼續(xù)加入KIO3，由于氧化性IO3-＞I2，再發(fā)生反應(yīng)：；由圖可知，a點沒有生成I2，故發(fā)生反應(yīng)：，還原產(chǎn)物是I-；b點到c點發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：；

②當溶液中的I-為0.5mol時，有兩種情況：一是只發(fā)生反應(yīng)：，生成I-為0.5mol，根據(jù)碘元素守恒n(KIO3)=n(I-)=0.5mol；二是HSO3反應(yīng)完畢后，還發(fā)生反應(yīng)：，剩余I-為0.5mol，3molNaHSO3消耗1molKIO3、生成1molI-，故反應(yīng)中消耗的I-為1mol-0.5mol=0.5mol，消耗KIO3的物質(zhì)的量=0.5mol×15=0.1mol，故共加入的KIO3的物質(zhì)的量=1mol+0.1mol=1.1mol。