某小組同學(xué)制備碘酸鹽(
)并探究其性質(zhì).
資料:①I
2可與NaOH溶液反應(yīng)生成
和I
-.
②碘酸鈣[Ca(IO
3)
2]為難溶于水、能溶于硝酸的白色固體.
③X
2的氧化性,X
-的還原性與溶液的酸堿性無(wú)關(guān):
與氧化性隨溶液酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)(X為Cl、Br或I).
實(shí)驗(yàn)裝置如圖(加熱與夾持裝置略):
步驟:
Ⅰ.打開A中分液漏斗活塞,加熱固底燒瓶;一段時(shí)間后,B中溶液由無(wú)色變?yōu)樽攸S色.
Ⅱ.將B中棕黃色溶液倒入燒杯中,再加入NaOH溶液,燒杯中溶液由棕黃色變?yōu)闊o(wú)色.
(1)A裝置發(fā)生的化學(xué)方程式為
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
.
(2)C裝置發(fā)生的離子方程式為
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
.
(3)取少量步驟Ⅱ后所得無(wú)色溶液,加入過(guò)量鹽酸和CCl
4,振蕩后靜置,溶液分層,上層呈淺黃色,下層呈紫色.甲同學(xué)得出結(jié)論:在酸性條件下
可以氧化I
-為I
2.
①乙同學(xué)認(rèn)為上述結(jié)論不合理,可能原因如下:
原因一:空氣中O
2在酸性條件下將溶液中的I
-氧化,離子方程式為
4I-+O2+4H+=2I2+2H2O
4I-+O2+4H+=2I2+2H2O
.
原因二:
HClO
HClO
(填化學(xué)式)在酸性條件下將溶液中的I
-氧化.
②為了進(jìn)一步證明在酸性條件下
可氧化I
-為I
2,完成如下實(shí)驗(yàn):
ⅰ.另取與(3)等量的步驟Ⅱ后所得無(wú)色溶液,加入稍過(guò)量CaCl
2固體,振蕩,充分反應(yīng)后過(guò)濾得到無(wú)色溶液X和沉淀Y.
ⅱ.向無(wú)色溶液X,加入與(3)等量的鹽酸和CCl
4,振蕩后靜置,溶液分層,上、下層均幾乎無(wú)色.
ⅲ.取少量洗滌后的沉淀Y加入稀HNO
3,固體溶解,繼續(xù)加入少量KI溶液,溶液呈黃色.
ⅳ.……
a.由實(shí)驗(yàn)ⅰ、ⅱ得出結(jié)論:
不含有碘酸根離子時(shí),酸性條件下空氣中的氧氣或次氯酸未將碘離子氧化生成碘單質(zhì)
不含有碘酸根離子時(shí),酸性條件下空氣中的氧氣或次氯酸未將碘離子氧化生成碘單質(zhì)
.
b.由實(shí)驗(yàn)ⅲ和ⅳ得出結(jié)論:在酸性條件下
可以氧化I
-為I
2.補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)ⅳ的操作和現(xiàn)象
繼續(xù)加入過(guò)量的氯化鈣溶液,不產(chǎn)生白色沉淀或產(chǎn)生很少白色沉淀
繼續(xù)加入過(guò)量的氯化鈣溶液,不產(chǎn)生白色沉淀或產(chǎn)生很少白色沉淀
.
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)ⅲ得出:氧化性I
2<
<
(填“>”或“<”),而實(shí)驗(yàn)ⅰ表明I
2和
的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是
碘酸根離子的氧化性與溶液的酸堿性有關(guān),溶液酸性越強(qiáng),碘酸根離子氧化性越強(qiáng)
碘酸根離子的氧化性與溶液的酸堿性有關(guān),溶液酸性越強(qiáng),碘酸根離子氧化性越強(qiáng)
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(5)查閱資料發(fā)現(xiàn),
與相應(yīng)的X
-(X=Cl,Br)均有類似上述反應(yīng).濃度相同時(shí),氧化性
≈
,但濃度均為0.1mol/L的
和Cl
-開始發(fā)生反應(yīng)時(shí)的pH為1,而濃度均為0.1mol/L的
和Br
-開始發(fā)生反應(yīng)的pH為5.試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋兩個(gè)反應(yīng)開始發(fā)生時(shí)pH不同的原因
氯離子的還原性弱于溴離子,所以氯酸根離子氧化氯離子需要酸性更強(qiáng)才能氧化
氯離子的還原性弱于溴離子,所以氯酸根離子氧化氯離子需要酸性更強(qiáng)才能氧化
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