Question

1．已知離子反應甲：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；反應乙：I₂+SO₃^2-+H₂O=2H⁺+2I^-+SO₄^2-．
現有500mLNaI與Na₂SO₃的混合溶液，為測定其中各離子濃度，向其中緩緩通入Cl₂．
①溶液中首先發生的反應乙[填“甲”或“乙”]，原因是SO₃^2-的還原性強于I^-，Cl₂氧化SO₃^2-的方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
②當通入足量Cl₂后，在所得溶液中加入四氯化碳或苯通過萃取操作將I₂和殘余的Cl₂分離出來；
③取②所得水溶液100mL，當加入0.1mol/L的Ba（NO₃）₂溶液20mL時，硫酸根離子恰好完全沉淀．繼續滴加0.2mol/L的AgNO₃溶液至50mL時，氯離子恰好完全沉淀．則原溶液中：c（SO₃^2-）=0.02mol/L，c（I^-）=0.06mol/L，c（Na⁺）=0.1mol/L．

Answer 1

分析 根據甲、乙方程式知，還原性SO₃^2-＞I^-＞Cl^-，
①與同一種氧化劑反應，還原性越強的離子越先被氧化；氯氣氧化亞硫酸根離子生成氯離子、硫酸根離子；
②當通入足量Cl₂后，在所得溶液中加入萃取劑，然后采用萃取方法分離出碘和氯氣；
③SO₃^2-被氯氣氧化生成SO₄^2-，SO₄^2-和Ba²⁺反應生成BaSO₄白色沉淀，根據S原子守恒計算c（SO₃^2-），氯離子和銀離子反應生成AgCl白色沉淀，根據AgCl沉淀計算氯離子物質的量，根據轉移電子守恒計算碘離子濃度；根據電荷守恒計算鈉離子濃度．

解答 解：根據甲、乙方程式知，還原性SO₃^2-＞I^-＞Cl^-，
①與同一種氧化劑反應，還原性越強的離子越先被氧化，還原性SO₃^2-＞I^-＞Cl^-，所以乙先發生反應；氯氣氧化亞硫酸根離子生成氯離子、硫酸根離子，離子方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
故答案為：乙；SO₃^2-的還原性強于I^-；Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
②當通入足量Cl₂后，氯氣將碘離子氧化生成碘單質，碘不易溶于水，但易溶于有機溶劑，所以在所得溶液中加入萃取劑苯或四氯化碳萃取碘，從而采用萃取方法分離出碘和氯氣，
故答案為：四氯化碳或苯；萃取；
③SO₃^2-被氯氣氧化生成SO₄^2-，SO₄^2-和Ba²⁺反應生成BaSO₄白色沉淀，
離子反應方程式為Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，根據方程式知n（SO₄^2-）=n（Ba²⁺）=0.1mol/L×0.02L=0.002mol，根據S原子守恒得n（SO₃^2-）=n（SO₄^2-）=0.002mol，則c（SO₃^2-）=$\frac{0.002mol}{0.1L}$=0.02mol/L；
氯離子和銀離子反應方程式為Ag⁺+Cl^-=AgCl↓，根據方程式得n（Cl^-）=n（Ag⁺）=0.2mol/L×0.05L=0.01mol，
根據轉移電子守恒得2n（SO₃^2-）+n（I^-）=n（Cl^-），0.002mol×2+n（I^-）=0.01mol×1，
則n（I^-）=0.006mol，則c（I^-）=$\frac{0.006mol}{0.1L}$=0.06mol/L；
根據電荷守恒可知鈉離子濃度為c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（I^-）=0.04mol/L+0.06mol/L=0.1mol/L，
故答案為：0.02mol/L；0.06mol/L；0.1mol/L．

點評 本題考查氧化還原反應有關計算，側重考查學生分析計算能力，明確離子反應先后順序是解本題關鍵，結合原子守恒、轉移電子守恒、電荷守恒進行計算，題目難度不大．