Question

5．若X、Y兩種元素在周期表中位于同一主族，其中一種為短周期元素，且兩者相隔一個(gè)周期，并有m=n＞0．在一定條件下有下列反應(yīng)（未配平）：X_m+Y_n+H₂O→HXO₃+HY．請(qǐng)回答：
（1）該反應(yīng)的還原劑的電子式為．
（2）配平上述化學(xué)方程式（用化學(xué)式表示）：I₂+5Cl₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl
（3）若某化學(xué)反應(yīng)如下：（未配平）KX+Y_n+H₂O→KXO₃+X_m+HY+KY若KXO₃和X_m的化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1，則Y_n的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4．
在下面化學(xué)式上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：KX+Y_n+H₂O→
（4）已知：在反應(yīng)中，若氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生在同一分子內(nèi)部處于同一化合價(jià)的同種元素上，使該元素的原子（或離子）一部分被氧化，另一部分被還原．這種自身的氧化還原反應(yīng)稱為歧化反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)室模擬KXO₃的制法如下：
①在進(jìn)行步驟Ⅰ實(shí)驗(yàn)時(shí)，有學(xué)生主張電解裝置用U形管，有的學(xué)生主張用燒杯，你認(rèn)為用哪種儀器更合適燒杯（填名稱）．
②步驟Ⅰ的陰極電極反應(yīng)式為（用化學(xué)式表示）：2H⁺+2e^-=H₂↑．
③步驟Ⅰ中歧化生成NaYO₃的離子方程式為（用化學(xué)式表示）：3Cl₂+6OH^-═5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 在X_m+Y_n+H₂O→HXO₃+HY反應(yīng)中，Y化合價(jià)由0→-1價(jià)，故Y處于第七主族為鹵素元素，m=n=2，其中一種為短周期元素，且兩者相隔一個(gè)周期，則Y為氯元素，X為碘元素，
（1）根據(jù)化合價(jià)判斷還原劑；
（2）用化合價(jià)升降法配平；
（3）根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等計(jì)算；先寫出方程式用化合價(jià)升降法配平并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；
（4）電解氯化鈉溶液得氯氣和氫氧化鈉，氯氣在氫氧化鈉溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)生成氯酸鈉和氯化鈉，在氯酸鈉溶液中加也氯化鉀，由于氯酸鉀的溶解度較小，所以溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得氯酸鉀晶體，氯酸鉀與碘反應(yīng)生成碘酸鉀，據(jù)此答題．

解答 解：在X_m+Y_n+H₂O→HXO₃+HY反應(yīng)中，Y化合價(jià)由0→-1價(jià)，故Y處于第七主族為鹵素元素，m=n=2，其中一種為短周期元素，且兩者相隔一個(gè)周期，則Y為氯元素，X為碘元素，I₂+Cl₂+H₂O→HIO₃+HCl，
（1）I₂+Cl₂+H₂O→HIO₃+HCl，碘在反應(yīng)中化合價(jià)升高，故該反應(yīng)的還原劑為I₂，其電子式為，
故答案為：；
（2）在反應(yīng)中I₂化合價(jià)由0→+5，一個(gè)I₂共升高10價(jià)，氯化合價(jià)由0→-1，一個(gè)Cl₂共降低2價(jià)，最小公倍數(shù)為10，配平得：I₂+5Cl₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl
故答案為：I₂+5Cl₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（3）KX+Y_n+H₂O→KXO₃+X_m+HY+KY可改為：KI+Cl₂+H₂O→KIO₃+I₂+HCl+KCl，KIO₃+I₂系數(shù)均為1，I化合價(jià)升高總數(shù)為5-（-1）+0-（-1）×2=8，故氯的化合價(jià)降低總數(shù)也為8，故氯氣前的系數(shù)為4，配平得：3KI+3H₂O+4Cl₂=KIO₃+I₂+6HCl+2KCl，根據(jù)方程式可知，3molKI共失去8mol電子，氯氣得8mol電子，電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目如下：；
故答案為：4；；
（4）電解氯化鈉溶液得氯氣和氫氧化鈉，氯氣在氫氧化鈉溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)生成氯酸鈉和氯化鈉，在氯酸鈉溶液中加也氯化鉀，由于氯酸鉀的溶解度較小，所以溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得氯酸鉀晶體，氯酸鉀與碘反應(yīng)生成碘酸鉀，
①在進(jìn)行步驟Ⅰ實(shí)驗(yàn)時(shí)，電解裝置用燒杯比用U形管好，因?yàn)闊�杯中氯氣與氫氧化鈉溶液更容易接觸，發(fā)生歧化反應(yīng)，
故答案為：燒杯；
②電解食鹽水的陰極電極反應(yīng)式為（用化學(xué)式表示）：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
③氯氣與氫氧化鈉溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClO₃的離子方程式為（用化學(xué)式表示）：3Cl₂+6OH^-═5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，
故答案為：3Cl₂+6OH^-═5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了元素的推斷，氧化還原反應(yīng)的配平和計(jì)算、電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目、電解池、離子反應(yīng)等，難度較大，關(guān)鍵是利用化合價(jià)升降總數(shù)相等來分析．