Question

1．已知在酸性條件下有以下反應關系KBrO₃ 能將KI氧化成I₂ 或KIO₃，其本身被還原為Br₂，Br₂ 能將I^-氧化為I₂；KIO₃ 能將 I^- 氧化為I₂，也能將Br^-氧化成Br₂，其本身被還原為I₂．現向含有1mol KI的硫酸溶液中加入含a mol KBrO₃的溶液，a的取值不同，所得產物也不同．
（1）試將討論的結果填入表中：

編    號	а取值范圍	產物化學式（離子符號）
①		I2、Br-
②	$\frac{1}{6}$＜а＜1/5
③		I2、IO3-、Br2
④

（2）此表編號③中，當 n（I₂）=n（IO₃^-） 時，a 的值為$\frac{8}{15}$．

Answer 1

分析 （1）根據題干信息可知，發生反應的方程式有：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，根據反應方程式確定a的范圍及產物；
（2）碘單質和碘酸鉀的物質的量相等，碘單質和碘酸鉀的物質的量為：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，然后根據反應10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O計算a值．

解答 解：（1）根據題干信息可知，發生反應的方程式有：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，
①當a≤$\frac{1}{6}$時，KBrO₃不足，反應生成I₂、Br^-，反應方程式為：6KI+KBrO₃+3H₂SO₄=3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O，則產物為：I₂、Br^-；
②當 $\frac{1}{6}$＜a＜$\frac{1}{5}$時發生反應：KBrO₃+6KI+3H₂SO₄═3I₂+KBr+3K₂SO₄+3H₂O、2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O，反應產物為：I₂、Br^-、Br₂；發生的反應具有A又有B的反應；
④當a≥$\frac{5}{6}$時，KBrO₃足量，發生反應為：5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O，所以反應產物為：IO₃^-、Br₂；
③當 $\frac{1}{5}$＜a＜$\frac{5}{6}$時，反應按照反應2KBrO₃+10KI+6H₂SO₄═5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O、6KBrO₃+5KI+3H₂SO₄═5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O進行，反應產物為：I₂、IO₃^-、Br₂，
故答案為：

編    號	а  的取值范圍	產物的化學式（離子符號）
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）若產物中碘單質和碘酸鉀的物質的量相等，總共含有1mol碘化鉀，根據碘原子守恒可知，碘單質和碘酸鉀的物質的量為：$\frac{1mol}{3}$=$\frac{1}{3}$mol，
由反應10KI+2KBrO₃+6H₂SO₄=5I₂+Br₂+6K₂SO₄+6H₂O和5KI+6KBrO₃+3H₂SO₄=5KIO₃+3Br₂+3K₂SO₄+3H₂O可知，反應消耗KBrO₃的物質的量為：n（KBrO₃）=$\frac{1}{3}$mol×$\frac{2}{5}$+$\frac{1}{3}$mol×$\frac{6}{5}$=$\frac{8}{15}$mol，
故答案為：$\frac{8}{15}$．

點評 本題考查了有關范圍討論的化學計算，題目難度較大，根據題干信息正確判斷各物質的氧化性強弱為較大關鍵，要求學生能夠根據氧化性強弱正確書寫發生反應的化學方程式．