Question

4．已知在酸性條件下有以下反應：①2BrO₃^-+I₂═2IO₃^-+Br₂；②2IO₃^-+10Br^-+12H⁺═I₂+5Br₂+6H₂O．
現向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，整個過程中含碘物質的物質的量與所加入KBrO₃的物質的量有如圖所示關系．
（1）反應①中氧化劑的化學式為BrO₃^-．
（2）a→b階段的反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：6．b點對應的含碘物質的化學式為I₂．
（3）b→c階段反應的離子方程式為BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．
（4）n（KBrO₃）=4時，溶液中含碘物質的化學式為I₂、KIO₃．

Answer 1

分析 （1）反應①中Br元素化合價由+5價變為0價、I元素化合價由0價變為+5價，得電子化合價降低的反應物是氧化劑；
（2）向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，根據圖知，a點含I物質物質的量是6mol，說明a點含碘物質是KI，隨著反應的進行，含碘物質的物質的量減少，b點時含碘物質的物質的量最少，說明KI完全反應，b點含碘物質是I₂，消耗n（KBrO₃）=（1-0）mol=1mol，該反應中KI是還原劑、KBrO₃是氧化劑；
（3）b-c階段消耗KBrO₃，但含碘物質的物質的量不變，根據方程式①②知，該階段含碘物質不參加反應，
只能是含溴元素離子參加氧化還原反應；
（4）n（KBrO₃）=4時，發生的反應依次有6I^-+BrO₃^-=Br^-+3I₂，BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，2BrO₃^-+I₂=2IO₃^-+Br₂，據此計算．

解答 解：（1）反應①中Br元素化合價由+5價變為0價、I元素化合價由0價變為+5價，得電子化合價降低的反應物是氧化劑，所以氧化劑是BrO₃^-，故答案為：BrO₃^-；
（2）向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO₃溶液，根據圖知，a點含I物質物質的量是6mol，說明a點含碘物質是KI，隨著反應的進行，含碘物質的物質的量減少，b點時含碘物質的物質的量最少，說明KI完全反應，b點含碘物質是I₂，消耗n（KBrO₃）=（1-0）mol=1mol，該反應中KI是還原劑、KBrO₃是氧化劑，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比是1：6，故答案為：1：6；I₂；
（3）b-c階段消耗KBrO₃，但含碘物質的物質的量不變，根據方程式①②知，該階段含碘物質不參加反應，
只能是含溴元素離子參加氧化還原反應，發生歸中反應生成溴單質，離子反應方程式為BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案為：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
（4）n（KBrO₃）=4時，發生的反應依次有6I^-+BrO₃^-=Br^-+3I₂，BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，2BrO₃^-+I₂=2IO₃^-+Br₂，6molKI生成I₂，需要1molKBrO₃，同時生成1molKBr，
發生BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，需要0.2molKBrO₃，如I₂完全被氧化生成KIO₃，還應需要6molKBrO₃，
則n（KBrO₃）=4時，對應含碘物質的化學式為I₂，KIO₃，
故答案為：I₂、KIO₃．

點評 本題考查氧化還原反應有關計算，為高頻考點，明確圖中曲線變化過程中發生的反應是解本題關鍵，注意題給信息的靈活運用，題目難度中等．