Question

美國科研小組曾宣布，火星的巖層中含有豐富的高氯酸鹽，為測定其含量，該科研小組進行如下實驗：
①取樣品10.0g粉碎，用蒸餾水充分溶解、過濾，將濾液稀釋到100mL．
②取溶液10mL，用0.01mol/L的碘水滴定，共消耗40mL碘水．
根據上述實驗步驟完成下列問題；
（1）完成并配平下面方程式：

5

ClO^-₄+

4

I₂+

4

H₂O→

5

Cl^-+

8

IO^-₃+

8H⁺

（2）上述實驗中的還原劑是

I₂

，指示劑可選用

淀粉溶液

．
（3）與碘水反應的10mL溶液中ClO^-₄的物質的量濃度為

0.05mol/L

．

Answer 1

分析：（1）依據氧化還原反應電子守恒和原子守恒配平書寫；
（2）元素化合價升高的物質做還原劑；元素化合價降低的物質做氧化劑；滴定實驗的指示劑滿足反應到終點時的顏色變化來判斷反應完全；
（3）結合題干數據和離子方程式進行計算；

解答：解：（1）依據氧化還原反應電子守恒和原子守恒配平：ClO₄^-～Cl^-～8e^-；I₂～2I0₃^-～10e^-；根據電子守恒最小公倍數是40，配平氧化還原反應定量關系；結合反應前后原子守恒計算得到生成物中有氫離子生成；反應的離子方程式為：5ClO₄^-+4I₂+4H₂O=5Cl^-+8I0₃^-+8H⁺；故答案為：5，4，4，5，8，8H⁺；
（2）上述實驗中的還原劑是I₂，指示劑應選淀粉溶液，滴定過程中溶液顏色有藍色恰好褪去；
故答案為：I₂，淀粉溶液；
（3）取溶液10mL，用0.01mol/L的碘水滴定，共消耗40mL碘水．碘單質物質的量=0.04L×0.01mol/L=4×10^-4mol；
依據反應離子方程式計算：設10ml溶液中高氯酸跟離子物質的量為x
   5ClO₄^-+4I₂+4H₂O=5Cl^-+8I0₃^-+8H⁺；
    5     4
   x    4×10^-4
x=5×10^-4mol；
10mL溶液中ClO^-₄的物質的量濃度=

5×10-4mol

0.01L

=0.05mol/L；
故答案為：0.05mol/L．

點評：本題考查了氧化還原反應的電子守恒應用，配平方法，滴定實驗的終點判斷，氧化還原反應的計算，溶液濃度的計算．