Question

14．已知在酸性條件下有以下反應(yīng)關(guān)系：
（1）KBrO₃能將KI氧化成I₂或KIO₃，其本身被還原為Br₂．
（2）Br₂能將I^-氧化為I₂．
（3）KIO₃能將I^-氧化為I₂，也能將Br^-氧化為Br₂，其本身被還原為I₂．
①上述物質(zhì)中氧化劑氧化能力由強(qiáng)到弱的順序是KBrO₃＞KIO₃＞Br₂．
②現(xiàn)向含有1molKI的硫酸溶液中加入含amolKBrO₃的溶液，a的取值范圍不同，所得產(chǎn)物也不同．試將討論的結(jié)果填入下表．

編號(hào)	a的取值范圍	產(chǎn)物的化學(xué)式或（離子符號(hào)）
A	a≤$\frac{1}{6}$	I2，Br-
B	$\frac{1}{6}$＜a＜$\frac{1}{5}$	I2、Br-、Br2
C	a=$\frac{1}{5}$	I2、Br2
D	$\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{6}{5}$	I2，IO3-，Br2
E	a≥$\frac{6}{5}$	IO3-、Br2

③若產(chǎn)物中碘單質(zhì)和碘酸鉀的物質(zhì)的量相等，a的值為$\frac{8}{15}$．
④若a的值為1時(shí)，其產(chǎn)物及其物質(zhì)的量分別為I₂：0.1mol、KIO₃：0.8mol、Br₂：0.5mol．

Answer 1

分析 ①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中，氧化劑氧化性＞氧化產(chǎn)物的氧化性比較；
②先根據(jù)氧化性及可能的反應(yīng)產(chǎn)物寫出反應(yīng)方程式，從而確定a的范圍；
③碘單質(zhì)和碘酸鉀的物質(zhì)的量相等，碘單質(zhì)和碘酸鉀的物質(zhì)的量為：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，然后根據(jù)反應(yīng)10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O計(jì)算a值；
④當(dāng)a=1時(shí)，$\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{6}{5}$，反應(yīng)產(chǎn)物為I₂、IO₃^-、Br₂，發(fā)生的反應(yīng)有：10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，設(shè)反應(yīng)生成碘單質(zhì)為xmol、生成的KIO₃為ymol，分別根據(jù)碘原子守恒、消耗的KBrO₃的總物質(zhì)的量為1mol列式計(jì)算．

解答 解：①由（1）在反應(yīng)BrO₃^-+H⁺+I^-→I0₃^-+Br₂+H₂0中，氧化性：BrO₃^-＞I0₃^-，由（3）在反應(yīng)I0₃^-+H⁺+I^-→Br₂+I₂+H₂0中，氧化性：I0₃^-＞Br₂，由（2）可知氧化性：Br₂＞I₂，則氧化性：KBrO₃＞KIO₃＞Br₂，
故答案為：KBrO₃＞KIO₃＞Br₂；
②A．當(dāng)a≤$\frac{1}{6}$時(shí)，KBrO₃不足，反應(yīng)生成I₂、Br^-，反應(yīng)方程式為：6KI+KBrO₃+3H₂SO₄=3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O；
C．當(dāng)a=$\frac{1}{5}$時(shí)，二者反應(yīng)生成I₂、Br₂，反應(yīng)方程式為：10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O；
B．當(dāng)$\frac{1}{6}$＜a＜$\frac{1}{5}$時(shí)：反應(yīng)產(chǎn)物為：I₂、Br^-、Br₂，發(fā)生的反應(yīng)具有A又有B的反應(yīng)；
E．當(dāng)a≥$\frac{6}{5}$時(shí)，KBrO₃足量，發(fā)生反應(yīng)為：5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，所以反應(yīng)產(chǎn)物為：IO₃^-、Br₂；
D．當(dāng)$\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{6}{5}$時(shí)，反應(yīng)按照C、E中的反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物為：I₂、IO₃^-、Br₂，
故答案為：

編號(hào)	a的取值范圍	產(chǎn)物的化學(xué)式或（離子符號(hào)）
A	a≤$\frac{1}{6}$
B		I2、Br-、Br2
C		I2、Br2
D	$\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{6}{5}$
E		IO3-、Br2

③若產(chǎn)物中碘單質(zhì)和碘酸鉀的物質(zhì)的量相等，根據(jù)碘原子守恒可知，碘單質(zhì)和碘酸鉀的物質(zhì)的量為：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，
由反應(yīng)10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O可知，反應(yīng)消耗KBrO₃的物質(zhì)的量為：n（KBrO₃）=$\frac{1}{3}$mol×$\frac{2}{5}$+$\frac{1}{3}$mol×$\frac{6}{5}$=$\frac{8}{15}$mol，
故答案為：$\frac{8}{15}$；
④當(dāng)a=1時(shí)，$\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{6}{5}$，反應(yīng)產(chǎn)物為I₂、IO₃^-、Br₂，發(fā)生的反應(yīng)有：10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，設(shè)反應(yīng)生成碘單質(zhì)為xmol、生成的KIO₃為ymol，根據(jù)碘原子守恒可得：2x+y=1，
根據(jù)消耗的KBrO₃為1mol可得：0.2x+1.2y=1，聯(lián)立解得：x=0.1、y=0.8，
即：生成碘單質(zhì)為0.1mol、生成的KIO₃為0.8mol，根據(jù)反應(yīng)可知生成溴的物質(zhì)的量為：0.1mol×$\frac{1}{5}$+0.8mol×$\frac{3}{5}$=0.5mol，
故答案為：I₂：0.1mol、KIO₃：0.8mol、Br₂：0.5mol．

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，注意從化合價(jià)變化的角度、氧化還原反應(yīng)得失電子相等的角度分析氧化還原反應(yīng)，側(cè)重分析與計(jì)算能力的綜合考查，題目難度較大．