Question

5．加碘鹽有添加KIO₃或KI兩種，為探究某種加碘食鹽，按以下步驟進行了實驗：
①取適量加碘食鹽置于燒杯中，加水溶解，制成溶液；
②取適量上述溶液于試管中，加入少許CCl₄后滴加氯水，CCl₄層變成紫色；繼續滴加氯水，振蕩，CCl₄層紫色逐漸變淺，最后變成無色．
③另取適量所制食鹽溶液于試管中，加入少許CCl₄后滴加FeCl₃溶液，CCl₄層變成紫色．繼續滴加FeCl₃溶液，CCl₄層的顏色沒有變化．
請根據以上實驗過程及現象，回答下列問題：
（1）用離子方程式和文字說明實驗步驟②CCl₄層變成紫色的原因：氯氣將碘離子氧化成碘單質，碘單質易溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色；2I^-+Cl₂=I₂+Cl^-
（2）寫出并配平CCl₄層由紫色變成無色的化學反應方程式：5Cl₂+I₂+6H₂O→2HlO₃+10HCl
（3）實驗步驟②整個過程中做還原劑的物質是I^-、I₂．（填符號）
（4）Cl₂、HIO₃、FeCl₃氧化性由強到弱的順序是Cl₂＞HIO₃＞FeCl₃．
（5）要將加KI的含碘量為20mg～50mg/kg的加碘鹽1000kg，與Cl₂反應轉化成加KIO₃的加碘鹽，至少需要消耗Cl₂10.58L（標準狀況，保留2位小數）．

Answer 1

分析 （1）根據氯氣具有強氧化性，將碘離子氧化成碘單質，發生離子方程式為：2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂，碘單質易溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色；
（2）根據碘單質溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色，則繼續滴加氯水，振蕩，CCl₄層紫色逐漸變淺，最后變成無色，說明碘單質又被氯氣氧化成碘酸，根據得失電子守恒書寫配平方程式；
（3）根據氯氣氧化碘離子生成碘單質和氯氣氧化碘單質生成碘酸結合化合價升高的做還原劑分析判斷；
（4）根據步驟③另取適量所制食鹽溶液于試管中，加入少許CCl₄后滴加FeCl₃溶液，CCl₄層變成紫色，說明FeCl₃將電離子氧化成碘單質，繼續滴加FeCl₃溶液，CCl₄層的顏色沒有變化，說明FeCl₃不能繼續氧化碘單質，據此分析；
（5）由信息寫出反應方程式：KI+3Cl₂+3H₂O=KIO₃+6HCl，根據化學方程式計算，按最小值計算．

解答 解：（1）因為氯氣具有強氧化性，將碘離子氧化成碘單質，發生離子方程式為：2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂，碘單質易溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色，
故答案為：氯氣將碘離子氧化成碘單質，碘單質易溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色，離子方程式為：2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂；
（2）因為碘單質溶于CCl₄，所以CCl₄層變成紫色，則繼續滴加氯水，振蕩，CCl₄層紫色逐漸變淺，最后變成無色，說明碘單質又被氯氣氧化成碘酸，則根據得失電子守恒，方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂、I₂、6H₂O、2、10HCl；
（3）由步驟②氯氣先氧化碘離子生成碘單質，后繼續通氯氣，氯氣氧化碘單質生成碘酸，所以根據化合價升高的做還原劑，則做還原劑的物質是碘離子、碘單質，故答案為：I^-、I₂；
（4）根據步驟③另取適量所制食鹽溶液于試管中，加入少許CCl₄后滴加FeCl₃溶液，CCl₄層變成紫色，說明FeCl₃將電離子氧化成碘單質，繼續滴加FeCl₃溶液，CCl₄層的顏色沒有變化，說明FeCl₃不能繼續氧化碘單質，而根據步驟②氯氣還可以繼續氧化碘單質，所以Cl₂、HIO₃、FeCl₃氧化性由強到弱的順序是Cl₂＞HIO₃＞FeCl₃，
故答案為：Cl₂＞HIO₃＞FeCl₃；
（5）1000kg加碘食鹽中含碘20g，KI+3Cl₂+3H₂O=KIO₃+6HCl，根據KIO₃～I～KI～3Cl₂可知，則需要消耗標準狀況下Cl₂的體積為：$\frac{20g}{127g/mol}$×3×22.4L/mol=10.58L，
故答案為：10.58．

點評 本題考查氧化還原反應的配平、氧化劑和還原劑、氧化性強弱的判斷、化學計算知識，此題解答中用到了守恒法，牢牢抓住了守恒，簡化了計算過程，順利解答，題目難度中等．