Question

2．某实验小组为探究ClO^-、I₂、SO₄^2-在酸性条件下的氧化性强弱，进行如下实验：
实验①：在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入适量的稀硫酸，溶液立即变蓝；
（1）写出实验①中发生反应的离子方程式ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O．
实验②：取适量实验①后的溶液，滴加4mL 0.5mol•L^-1的亚硫酸钠溶液，蓝色恰好完全褪去．
（2）实验②化学反应中转移电子的物质的量是0.004mol．
（3）以上实验说明，在酸性条件下ClO^-、I₂、SO₄^2-的氧化性由弱到强的顺序是SO₄^2-、I₂、ClO^-．
（4）一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”．如2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu-2e^-=Cu²⁺，还原反应式：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．据此，将反应2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑拆写为两个“半反应式”：氧化反应式：2Al+8OH^--6e^-=2AlO₂^-+4H₂O，还原反应式：6H₂O+6e^-=6OH^-+3H₂↑．

Answer 1

分析 （1）实验①说明酸性条件下，次氯酸钠把碘离子氧化生成碘单质，同时自身被还原生成氯离子；
（2）实验②说明碘单质把亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，自身被还原生成碘离子，根据亚硫酸钠和转移电子的关系式计算转移电子的物质的量；
（3）氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性；
（4）原子得电子，化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，原子失电子，化合价升高元素所在的反应物是还原剂．

解答 解：（1）实验①说明酸性条件下，次氯酸钠把碘离子氧化生成碘单质，同时自身被还原生成氯离子，该反应中，次氯酸根离子得电子作氧化剂，碘离子失电子是还原剂，氧化产物是碘，所以氧化性强弱为：ClO^-＞I₂，反应离子方程式为：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，故答案为：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O；
（2）实验②说明碘单质把亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，自身被还原生成碘离子，氧化剂是碘，还原剂是亚硫酸钠，氧化产物是硫酸根离子，所以氧化性强弱为：I₂＞SO₄^2-，反应离子方程式为：H₂O+I₂+SO₃^2-=SO₄^2-+2I^-+2H⁺，
设转移电子的物质的量为x．
H₂O+SO₃^2-+I₂=SO₄^2-+2I^-+2H⁺转移电子
    1mol                2mol
0.5mol/L×0.004L        x
$\frac{1mol}{0.5mol/L×0.004L}$=$\frac{2mol}{x}$=0.004mol，
答：转移电子的物质的量是0.004 mol；
（3）反应①：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，氧化性强弱为：ClO^-＞I₂，反应②：H₂O+I₂+SO₃^2-=SO₄^2-+2I^-+2H⁺，氧化性强弱为：I₂＞SO₄^2-，综合以上得出结论：SO₄^2-＞I₂＞ClO^-，故答案为：SO₄^2-、I₂、ClO^-；
（4）反应2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑中，失电子化合价升高元素是Al元素，发生氧化反应：2Al+8OH^--6e^-=2AlO₂^-+4H₂O（或Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O），
失电子，化合价降低元素是H元素，发生还原反应，即6H₂O+6e^-=6OH^-+3H₂↑（2H₂O+2e^-=2OH^-+2H₂↑），
故答案为：2Al+8OH^--6e^-=2AlO₂^-+4H₂O（或Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O）；6H₂O+6e^-=6OH^-+3H₂↑（2H₂O+2e^-=2OH^-+2H₂↑）．

点评 本题以实验设计为载体考查了物质氧化性强弱的判断，明确“同一化学反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性”是解本题的关键，难度不大．