Question

9．碘是生命体中的必需元素，请根据如下有关碘及其化合物的性质，回答下列问题：
（1）实验室中制取少量碘可采用如下方法：KI+CuSO₄→A （白色）↓+K₂SO₄+I₂，16.0g CuSO₄与过量KI反应后可得19.1g 的A，写出A的化学式：CuI．工业生产中，可用智利硝石（含有NaIO₃）为原料，与NaHSO₃溶液反应后生成碘，写出此反应的离子方程式：2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O．
（2）单质碘与氟气反应可制得IF₅，实验表明液态IF₅具有一定的导电性，研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF₅的自偶电离（如：2H₂O≒H₃O⁺+OH^-），生成的阳离子为IF₄⁺，则阴离子为IF₆^-．
（3）将单质碘与铝屑置于管式电炉中，隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体（AlI₃），此固体溶于Na₂CO₃溶液可产生白色沉淀和气体．请写出AlI₃和Na₂CO₃溶液反应的离子方程式：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（4）设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为I^-、IO₃^-，或两者同时存在．请对以下试验方案进行预测和分析．首先取试样加水溶解，分成三份试样：
①第一份试样加酸酸化，如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明试样中同时存在I^-和IO₃^-，该过程反应的离子方程式为5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
②第二份试样酸化后加FeCl₃（或H₂O₂）溶液，如果加入淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明试样中存在I^-．
③第三份试样酸化后，如果直接使淀粉-KI试纸变蓝，说明试样存在IO₃^-离子．

Answer 1

分析 （1）根据元素守恒知，A中含有Cu元素，该反应中I元素化合价由-1价变为0价，Cu元素得电子化合价降低，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，据此判断A化学式；
碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水；
（2）根据水的电离方程式确定IF₅电离方程式，从而确定其阴离子；
（3）AlI₃属于强酸弱碱盐、Na₂CO₃属于强碱弱酸盐，二者发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳；
（4）①碘离子具有还原性、碘酸根离子具有强氧化性，试样加酸酸化，如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明有碘单质生成，则存在碘离子和碘酸根离子；
②试样酸化后，然后向溶液中加入氧化剂，如果加入淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明试样中存在I^-；
③试样酸化后，如果直接使淀粉碘化钾试纸变蓝色，就说明含有碘酸根离子．

解答 解：（1）根据元素守恒知，A中含有Cu元素，该反应中I元素化合价由-1价变为0价，Cu元素得电子化合价降低，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，则A化学式为CuI；
碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水，离子方程式为2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O，
故答案为：CuI；2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O；
（2）根据水的电离方程式知，IF₅电离方程式为2IF₅?IF₄⁺+IF₆^-，所以阴离子为IF₆^-，
故答案为：IF₆^-；
（3）AlI₃属于强酸弱碱盐、Na₂CO₃属于强碱弱酸盐，二者发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，离子方程式为2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）①碘离子具有还原性、碘酸根离子具有强氧化性，试样加酸酸化，如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明有碘单质生成，则存在碘离子和碘酸根离子，离子反应方程式为5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，故答案为：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②试样酸化后，然后向溶液中加入氧化剂，如FeCl₃（或H₂O₂），如果加入淀粉溶液后试样溶液变蓝，说明试样中存在I^-，
故答案为：FeCl₃（或H₂O₂）；
③试样酸化后，如果直接使淀粉碘化钾试纸变蓝色，则碘离子被氧化生成碘单质，就说明原溶液含有碘酸根离子，
故答案为：淀粉-KI．

点评 本题考查性质实验方案设计，题目难度中等，涉及离子检验、双水解反应、弱电解质的电离等知识点，明确物质性质是解本题关键，会利用已知知识采用知识迁移方法解答问题．