Question

1．已知在酸性条件下有以下反应关系KBrO₃ 能将KI氧化成I₂ 或KIO₃，其本身被还原为Br₂，Br₂ 能将I^-氧化为I₂；KIO₃ 能将 I^- 氧化为I₂，也能将Br^-氧化成Br₂，其本身被还原为I₂．现向含有1mol KI的硫酸溶液中加入含a mol KBrO₃的溶液，a的取值不同，所得产物也不同．
（1）试将讨论的结果填入表中：

编    号	а取值范围	产物化学式（离子符号）
①		I2、Br-
②	$\frac{1}{6}$＜а＜1/5
③		I2、IO3-、Br2
④

（2）此表编号③中，当 n（I₂）=n（IO₃^-） 时，a 的值为$\frac{8}{15}$．

Answer 1

分析 （1）根据题干信息可知，发生反应的方程式有：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，根据反应方程式确定a的范围及产物；
（2）碘单质和碘酸钾的物质的量相等，碘单质和碘酸钾的物质的量为：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，然后根据反应10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O计算a值．

解答 解：（1）根据题干信息可知，发生反应的方程式有：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，
①当a≤$\frac{1}{6}$时，KBrO₃不足，反应生成I₂、Br^-，反应方程式为：6KI+KBrO₃+3H₂SO₄=3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O，则产物为：I₂、Br^-；
②当 $\frac{1}{6}$＜a＜$\frac{1}{5}$时发生反应：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O，反应产物为：I₂、Br^-、Br₂；发生的反应具有A又有B的反应；
④当a≥$\frac{5}{6}$时，KBrO₃足量，发生反应为：5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，所以反应产物为：IO₃^-、Br₂；
③当 $\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{5}{6}$时，反应按照反应2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O进行，反应产物为：I₂、IO₃^-、Br₂，
故答案为：

编    号	а  的取值范围	产物的化学式（离子符号）
①	a≤1/6	I2、Br-
②	1/6＜а＜1/5	I2、Br-、Br2
③	1/5＜а＜6/5	I2、IO3-、Br2
④	A≥6/5	IO3-、Br2

；
（2）若产物中碘单质和碘酸钾的物质的量相等，总共含有1mol碘化钾，根据碘原子守恒可知，碘单质和碘酸钾的物质的量为：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，
由反应10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O可知，反应消耗KBrO₃的物质的量为：n（KBrO₃）=$\frac{1}{3}$mol×$\frac{2}{5}$+$\frac{1}{3}$mol×$\frac{6}{5}$=$\frac{8}{15}$mol，
故答案为：$\frac{8}{15}$．

点评 本题考查了有关范围讨论的化学计算，题目难度较大，根据题干信息正确判断各物质的氧化性强弱为较大关键，要求学生能够根据氧化性强弱正确书写发生反应的化学方程式．