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【种花家务·化学】2-1-10碘——『数理化自学丛书6677版』

2023-01-04 15:34 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第一章卤族元素

§1-10碘

【01】碘的元素符号是I,原子量是127;分子式是I_2,分子量是254。

1、碘的物理性质

【02】在通常情况下,碘是紫黑色的晶体。“碘”的希腊文原意就是“紫色”。

【03】碘在常温下就能直接挥发生成紫色蒸气。碘的蒸气有难闻的窒息性的臭味,并也有毒。

【04】如果把晶体的碘加热,在它还没有熔化之前,就直接气化变成蒸气。碘的蒸气遇冷,也不经过液体阶段,直接凝为固体。这种固体不经液化直接变成蒸气,蒸气不经液化直接变成固体的现象叫做升华。利用升华作用可以除去碘里面的不挥发性的杂质(图1-15)。

图1-15利用碘的升华作用精制碘

【05】碘在水里的溶解度比溴更小(在20℃时,腆的溶解度只有0.34克),但它容易溶解在酒精、汽油、二硫化碳等溶剂中。碘的酒精溶液叫做碘酊,俗称碘酒,在医药上常用来消除肿毒。

2、碘的化学性质

【06】碘的化学活动性比溴更弱。例如,碘跟氢气只有在相当高温下才能化合生成碘化氢,而且碘化氢很不稳定,生成后立即有一部分重又分解。在非金属中,碘只能跟磷直接化合。

【07】碘遇淀粉立即显现出深蓝色。利用淀粉糊可以检验出极微量的碘。但是,必须注意,只有单质的碘才能跟淀粉发生这样的反应。如果在碘的化合物(例如碘化钾)的溶液里滴入淀粉糊,便不会有蓝色出现。这是因为在碘的化合物里,并不含有单质的碘【碘化物和单质碘里虽然都含有碘元素,但前者碘是以化合态存在的,后者则是以游离态存在的,化合态的碘和游离态的碘在性质上是完全不同的】。

【08】在自然界里没有单质的碘存在,碘的化合物(主要是碘化钠、碘化钾等)存在于海水、某些矿泉以及石油井的水里。海水里含碘的量比溴更少得多(大约只有0.000005%),但它能被某些海藻所吸收,这些海藻体内常能积集相当大量的碘(例如我们食用的海带,风干后,含碘的量可达0.5%),从它们的灰里,可以提取得碘。

【09】生物机体内也含有碘,人的甲状腺内积聚着少量的碘.。碘在人体的新陈代谢过程里起着重要的作用。人如果缺少了碘,甲状腺就会肿胀起来,俗称大脖子病。患这种病的人,要多吃海带、紫菜等含碘丰富的食物。

碘的化合物

【10】碘跟氢的化合物是碘化氢,它的分子式是HI

【11】碘化氢也是一种具有刺激性气味的无色气体,容易溶解在水里,在潮湿的空气里会产生白雾,它的水溶液也是一种酸,叫做氢碘酸。氢碘酸的性质和前面讲过的盐酸、氢溴酸十分相似,它是一种强酸。

【12】氢碘酸比氢溴酸更不稳定,它甚至能被空气里的氧气所氧化。露置在空气里的氢碘酸,不久就会因被氧化生成游离态的碘而使溶液变成棕色(氢碘酸本来是无色液体):

4HI%2BO_2%3D2H_2O%2B2I_2【山注,4HI+O_2=2H_2O+2I_2】

【13】氢碘酸的盐就是碘化物,常用的碘化物有碘化钾(KI)、碘化钠等。在碘化物里,碘的化合价也都是一价。

【14】由于碘的活动性不仅比氯差,而且比溴也差,因此,在碘化物的溶液里通入氯气(或加氯水)或加溴水,都能把碘置换出来:

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%26%262KI%2BCl_2%3D2KCl%2BI_2%5C%5C%26%262KI%2BBr_2%3D2KBr%2BI_2%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,\begin{eqnarray}&&2KI+Cl_2=2KCl+I_2\\&&2KI+Br_2=2KBr+I_2\end{eqnarray}】

【15】在碘化物溶液里加入硝酸银溶液,有黄色的碘化银沉淀生成。反应的化学方程式是:

KI%2BAgNO_3%3D%5Cmathop%7BAgI%E2%86%93%7D%5Climits_%7B%E7%A2%98%E5%8C%96%E9%93%B6%7D%2BKNO_3

【山注,KI+AgNO_3=\mathop{AgI↓}\limits_{碘化银}+KNO_3】

【16】和前面讲过的氯化银、溴化银相似,碘化银也有感光性,在日光作用下,会分解生成极其微小的黑色的银粒。反应的化学方程式是:

2AgI%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%85%89%E7%85%A7%7D2Ag%2BI_2

【山注,2AgI\mathop{=\!=}\limits^{光照}2Ag+I_2】

习题1-10

1、把淀粉溶液加入碘化钾溶液,溶液并不变蓝,但在此混和溶液中加入少许氯水,溶液立即变蓝。试说明其原因。

2、利用在淀粉和碘化钾混和溶液里浸湿过的滤纸(平常称做“淀粉碘化钾试纸”)可以检验氯气,这种试纸能否用来检验氯化钠或氯酸钾组成里所含的氯?为什么?

3、碘化钾的溶液是无色的,氯水一般也是无色的,当这两种液体相混时,溶液颜色会有什么变化?写出反应的化学方程式。

4、能否用浓硫酸跟碘化钾反应来制取碘化氢?为什么?

5、将无色的碘化氢气体加热时,气体渐变紫色,温度愈高,紫色愈浓。试解释它的原因。

6、在2M的碘化钾溶液25毫升中,需加入多少克硝酸银,才能把溶液中的碘全部沉淀出来?【8.5克】

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