Question

碘及其化合物在生產、生活和科技等方面都有重要應用．請回答下列問題：
（1）保存碘單質時應注意的問題是

 

．
（2）碘不易溶于水，但易溶于碘化鉀溶液并生成多碘離子：
I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）△H＜0…①
I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-（aq）…②
反應②的平衡常數K=

 

（填表達式）．
溫度升高時，反應①的平衡常數將

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（3）某化學課外小組用海帶為原料制得少量含碘離子的溶液．現用該溶液進行下列實驗：
①用高錳酸鉀滴定法測碘離子濃度．反應為：
2MnO₄^-+10I^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂+8H₂O
滴定20.00mL該溶液需0.10mol?L^-1的酸性高錳酸鉀溶液10.25mL，則該溶液中碘離子的濃度為

 

mol?L^-1（精確到0.01）．
②用下列流程制取少量碘單質：

步驟①的離子方程式為

 

，在該步驟中，加入100mL水和足量的鐵粉，充分攪拌，當消耗1.4g Fe時，懸濁液中的c（Ag⁺）=

 

．[假設實驗過程中溶液體積不變；此溫度下K_sp（AgI）=8.3×10^-17]
（4）I₂O₅是白色粉末狀固體，可用作氧化劑使H₂S、CO、HCl等氧化，在合成氨工業中常用I₂O₅來定量測量CO的含量．
已知：2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ?mol^-1
     2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
寫出CO（g）與I₂O₅（s）反應析出固態I₂的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據碘單質的物理性質分析；
（2）根據已知方程式結合平衡常數的含義書寫表達式；根據溫度對平衡的影響分析；
（3）①根據高錳酸鉀和碘離子之間的關系式計算碘離子的物質的量濃度；
②步驟①中Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質，根據元素守恒分析；先根據方程式計算碘離子濃度，再根據K_sp（AgI）求出銀離子的濃度；
（4）根據已知熱化學方程式，利用蓋斯定律計算和書寫熱化學方程式．

解答：解：（1）碘單質易升華，所以保存時要避光，密封，故答案為：密封，避光保存；
（2）已知方程式I₂（aq）+2I^-（aq）?I₄^2-，則其平衡常數表達式為：K=

[I42-]

[I2]?[I-]2

；已知反應①的△H＜0，所以升高溫度平衡向逆方向移動，則平衡常數減小，
故答案為：

[I42-]

[I2]?[I-]2

；減小；
（3）①反應消耗的高錳酸鉀的物質的量為：0.10mol?L^-1×0.01025L=0.001025mol，設參加反應的碘離子的物質的量為nmol，
     2MnO₄^-+10I^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂+8H₂O
     2            10
 0.001025mol       n
則

2

0.001025mol

=

10

n

，解得：n=0.005125mol，所以c（I^-）=

n

V

=

0.005125mol

0.02L

=0.26mol?L^-1，
故答案為：0.26；
②步驟①中用Fe把AgI中的銀元素置換為銀單質，其反應的離子方程式為：Fe+2AgI=2Ag+2I^-+Fe²⁺；n（Fe）=

m

M

=

1.4g

56g/mol

=0.025mol，則n（I^-）=2n（Fe）=0.05mol，
所以c（I^-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，則c（Ag⁺）=

Ksp(AgI)

c(I-)

=

8.3×10-17

0.5

=1.7×10^-16mol?L^-1，
故答案為：1.7×10^-16mol?L^-1；
（4）已知熱化學方程式：
2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ?mol^-1①，
2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1②，
根據蓋斯定律將方程式②×

5

2

-①×

1

2

得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ?mol^-1）×

5

2

-（-75.56kJ?mol^-1）×

1

2

=-1377.22kJ/mol，
所以其熱化學反應方程式為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol，
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

點評：本題涉及試劑的保存、平衡常數、蓋斯定律的應用、Ksp的有關計算、有關方程是的計算等知識點，題目綜合性較強，難度較大．