碘單質(zhì)作為重要的鹵素單質(zhì),由于其在水中溶解度較小,經(jīng)常將碘單質(zhì)溶解在碘化物中生成三碘化物 ),該反應(yīng)涉及化學(xué)平衡移動(dòng)、物質(zhì)顏色改變,可以融合鹵素單質(zhì)的性質(zhì)、顏色改變、氧化還原知識(shí)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)判斷、化學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)探究等多種形式呈現(xiàn),體現(xiàn)情境素材的時(shí)代性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性.下面針對(duì)近兩年全國(guó)各地高考和2025年八省聯(lián)考對(duì)于三碘離子
)的考查方式進(jìn)行分類闡釋,以期幫助大家對(duì)其命題動(dòng)態(tài)有所了解.
1三碘離子知識(shí)統(tǒng)攬
1. 1 三碘離子的存在與結(jié)構(gòu)
三碘離子: (又稱三碘陰離子、碘三離子),是一種由3個(gè)碘原子構(gòu)成的多碘離子,
是最簡(jiǎn)單的多碘離子,還存在原子數(shù)更多的多碘離子,如
等.碘酒是將碘溶解在乙醇中配制而成的,其中也含有大量的
:
是直線型結(jié)構(gòu)(如圖1),與價(jià)層電子對(duì)互斥理論的預(yù)測(cè)相同,居中的I原子采取了
雜化.三碘化物中的鍵角和鍵長(zhǎng)并不相同,取決于陽(yáng)離子的性質(zhì),如三碘化鈉、三碘化鉀和三碘化銨
)等物質(zhì)中陽(yáng)離子半徑、化學(xué)鍵的差異導(dǎo)致三碘化物中的鍵角和鍵長(zhǎng)并不相同.
1.2 的性質(zhì)
的堿性非常弱,以至于其質(zhì)子化現(xiàn)象極為罕見(jiàn),因而其對(duì)應(yīng)的酸(
)純品尚未制得,但是將碘單質(zhì)溶解在碘化氫的水溶液或者丙酮溶液時(shí)可以生成溶劑化的
.將碘單質(zhì)溶解于氫碘酸中制得的含有
和
的水溶液被稱為“氫疊碘酸”.
在 這個(gè)反應(yīng)中,碘離子被認(rèn)為是路易斯堿,而碘單質(zhì)為路易斯酸.
2)由于 是可逆反應(yīng),所以含有
的體系既具有一定的氧化性,也具有一定的還原性,同時(shí)還具有顏色的多變性.在溶液中,
在低濃度時(shí)顯黃色,在高濃度時(shí)顯棕色.
不與淀粉反應(yīng),
在非極性溶劑中也不與淀粉反應(yīng).淀粉與
反應(yīng)顯紫黑色是因?yàn)樾纬闪?
2近年 的命題情境與考點(diǎn)頻次統(tǒng)計(jì)
近年 的命題情境及題型如表1所示.
3命題熱點(diǎn)呈現(xiàn)剖析
3.1融合 考查電池反應(yīng)
例1 (2025年八省聯(lián)考云南卷)低空經(jīng)濟(jì)為新能源電池拓寬了應(yīng)用場(chǎng)景.一種新型光伏電池工作原理如圖2所示,其中 為電解質(zhì)溶液.太陽(yáng)光照下,敏化后的
產(chǎn)生電子
)和空穴
),驅(qū)動(dòng)電流的產(chǎn)生和離子的移動(dòng).下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ).
A.電池工作時(shí),涉及光能轉(zhuǎn)化為電能B.敏化 電極是負(fù)極C.Pt電極反應(yīng)為
D.光敏化劑結(jié)構(gòu)中,中心離子
的配位數(shù)6
該裝置是光伏電池,太陽(yáng)光照下敏化后的 產(chǎn)生電子
)和空穴
),驅(qū)動(dòng)電流的產(chǎn)生和離子的移動(dòng),所以電池工作時(shí),涉及光能轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)A說(shuō)法正確.太陽(yáng)光照下,敏化后的
產(chǎn)生電子
和空穴
),即敏化
電極失去電子為負(fù)極,選項(xiàng)B說(shuō)法正確, P t 電極為正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)為
,選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤.由圖可知,光敏化劑結(jié)構(gòu)中,中心離子
與6個(gè)N原子成鍵,配位數(shù)是6,選項(xiàng)D說(shuō)法正確.答案為C.
本題以光敏電池為情境,融合配合物結(jié)構(gòu)和多碘離子的循環(huán)轉(zhuǎn)化考查電極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí),為高頻考點(diǎn).把握電極上發(fā)生的反應(yīng),分析圖中的信息為解答關(guān)鍵.該題在2022年全國(guó)乙卷和2024年安徽卷的電化學(xué)試題基礎(chǔ)上進(jìn)行改編與創(chuàng)新,足見(jiàn)研究經(jīng)典高考題、突破經(jīng)典高考題、再造經(jīng)典高考題的命題歷程.
3.2融合 考查平衡常數(shù)
例2 (2024年福建卷)多鹵離子 、
!
在水溶液中的分解反應(yīng)及平衡常數(shù)值如表2所示.
選項(xiàng)A說(shuō)法正確 可以與
結(jié)合,形成
,這個(gè)過(guò)程中,
又能夠解離成
和
,形成平衡反應(yīng),所以溶液中存在
的電離平衡,此變化不是氧化還原反應(yīng),
、ICl中I是 + 1 價(jià),Cl是- 1 價(jià),
和IBr 中,I是 + 1 價(jià), B r 是-1價(jià);三個(gè)變化過(guò)程中,各元素化合價(jià)都沒(méi)有改變,不是氧化還原反應(yīng),選項(xiàng)B說(shuō)法錯(cuò)誤.同主族元素從上往下,電負(fù)性逐漸減小,因此C1的電負(fù)性大于Br的電負(fù)性,形成共價(jià)鍵的兩元素之間的電負(fù)性的差值越大,鍵的極性越強(qiáng),故共價(jià)鍵極性的大小關(guān)系為 I C lgt;I B r ,選項(xiàng)C說(shuō)法正確.由選項(xiàng)A分析可知
(aq)中Br—Cl容易斷裂產(chǎn)生BrCl(aq)和
(aq),選項(xiàng)D說(shuō)法正確.答案為B.
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ).
A.
B.上述分解反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
C.共價(jià)鍵極性: I C lgt; IBr
D. (aq)可分解為BrCl(aq)和
(aq)
已知電負(fù)性 C lgt; B r ,因此Cl在化合物中更容易吸引電子,導(dǎo)致I—Cl比I—Br更容易斷裂,所以電離程度 ,故
,由兩種不同鹵素相互化合形成的物質(zhì)叫鹵素互化物.本題以鹵素互化物離子為載體考查
化合價(jià)的變化,增加了本題的難度.鹵素互化物分子是由一個(gè)較重鹵素原子和奇數(shù)個(gè)較輕鹵素原子組成的,如
等.鹵素互化物與鹵素單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似,有較強(qiáng)的氧化性,能與金屬、非金屬反應(yīng)生成相應(yīng)鹵化物,也能與水反應(yīng)生成氫鹵酸和次鹵酸.但是鹵素互化物又不同于鹵素單質(zhì),它是兩種鹵素間的化合物.解答時(shí)既要抓住共性,又要抓住其特殊性,以免進(jìn)入解題誤區(qū).
3.3融合顏色改變考查平衡移動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化
例3(2023年遼寧卷)某小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),向1 0 m L 蒸餾水中加入 ,充分振蕩,溶液呈淺棕色,再加入
鋅粒,溶液顏色加深;最終紫黑色晶體消失,溶液褪色.已知
(aq)為棕色,下列關(guān)于顏色變化的解釋錯(cuò)誤的是( ).
向 1 0 m L 蒸餾水中加人 ,充分振蕩,溶液呈淺棕色,說(shuō)明
在水中的濃度較小,選項(xiàng)A解釋正確.已知
(aq)為棕色,加人
鋅粒后, Z n 與
反應(yīng)生成
,生成的
與
發(fā)生反應(yīng)生成
,使溶液顏色加深,選項(xiàng)B解釋正確,
在水中存在溶解平衡:
與
反應(yīng)生成的
與
反應(yīng)生成
,
(aq)濃度減小,上述溶解平衡向右移動(dòng),紫黑色晶體消失,選項(xiàng)C解釋正確.最終溶液褪色是 Z n 與有色物質(zhì)發(fā)生了化合反應(yīng),不是置換反應(yīng),選項(xiàng)D解釋錯(cuò)誤.答案為D.
特征顏色是物質(zhì)存在的重要判定依據(jù).由溶液呈淺棕色可知 部分溶解;由溶液顏色加深可知產(chǎn)生
(aq);由紫黑色晶體消失可知
(s)全部溶解;溶液褪色說(shuō)明不存在有色粒子
(s)、
(aq),據(jù)此特征顏色進(jìn)行分析解答.
3.4考查實(shí)驗(yàn)方案的對(duì)比與探究
例4(2023年北京卷)資料顯示, 可以將
氧化為
.某小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究 C u 被
氧化的產(chǎn)物及銅元素的價(jià)態(tài).已知:
易溶于KI溶液,發(fā)生反應(yīng)
(紅棕色);
和
氧化性幾乎相同.
(1)將等體積的KI溶液加入mmol銅粉和n mol 的固體混合物中,振蕩.實(shí)驗(yàn)記錄如表3所示.
① 初始階段, C u 被氧化的反應(yīng)速率:實(shí)驗(yàn)I(填“ gt; ”“ lt; \"或\" \"實(shí)驗(yàn) I ·
② 實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得溶液中,被氧化的銅元素的可能存在形式有 (藍(lán)色)或
(無(wú)色),進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究:
步驟a.取實(shí)驗(yàn)Ⅲ的深紅棕色溶液,加入 ,多 次萃取、分液.
步驟b.取分液后的無(wú)色水溶液,滴入濃氨水.溶液顏色變淺藍(lán)色,并逐漸變深
i.步驟a的目的是
i.查閱資料:
(無(wú)色)容易被空氣氧化.用離子方程式解釋步驟b的溶液中發(fā)生的變化:
③ 結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅲ,推測(cè)實(shí)驗(yàn)I和 I 中的白色沉淀可能是 C u I ,實(shí)驗(yàn)I中銅被氧化的化學(xué)反應(yīng)方程式是.分別取實(shí)驗(yàn)I和 I 充分反應(yīng)后的固體,洗滌后得到白色沉淀,加入濃KI溶液, (填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),觀察到少量紅色的銅.分析銅未完全反應(yīng)的原因是
(2)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 僅將 C u 氧化為 + 1 價(jià).在隔絕空氣的條件下進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn),證實(shí)了
能將
氧化為
.裝置如圖3所示, a , b 分別是
(3)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律,分析在上述實(shí)驗(yàn)中C u 被 氧化的產(chǎn)物中價(jià)態(tài)不同的原因:
( 1 ) ① 初始階段, 在水中的溶解度很小,銅主要被
氧化.實(shí)驗(yàn) I 中
的濃度比實(shí)驗(yàn)I中
的濃度更大,生成
的速率更快,則實(shí)驗(yàn)Ⅱ中C u 被氧化的速率更快. ② i.實(shí)驗(yàn)Ⅲ所得深紅棕色溶液中存在平衡:
,加入
,多次萃取分液可以分離出溶液中的
,使平衡不斷逆向移動(dòng),最終可以除去溶液中紅棕色的
,防止干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn).ii.結(jié)合資料信息可知,實(shí)驗(yàn) I I 所得溶液中, C u 元素以無(wú)色的
形式存在,加人濃氨水,發(fā)生反應(yīng):
,生成的
又被氧氣不斷氧化為藍(lán)色的
,發(fā)生反應(yīng):
③ 若實(shí)驗(yàn)工中生成的白色沉淀為 C u I ,實(shí)驗(yàn)I中 C u 被氧化的化學(xué)方程式為
或 2 C u+
分別取少量實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn) I 中的白色固體,洗滌后得到白色沉淀,由題意可知白色沉淀的主要成分是 C u I ,加入濃KI溶液,發(fā)生反應(yīng): C u I +
,則觀察到的現(xiàn)象是白色沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)闊o(wú)色;實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中碘未完全反應(yīng),還剩余少量銅,說(shuō)明銅與碘的反應(yīng)為可逆反應(yīng)或
濃度小未能氧化全部的Cu.
(2)通過(guò)原電池裝置證實(shí) 可以將 C u 氧化為
,則銅作負(fù)極,因?yàn)榈庠谒腥芙舛群苄?,由已知信息可知碘的氧化性?
幾乎相同,則正極的電解質(zhì)溶液可以是含
的
的KI溶液.
(3)銅與碘反應(yīng)的體系在原電池裝置中,""將 C u 氧化為"
";而在實(shí)驗(yàn)"
"中 C u 均以"
"形式存在,這是由于在實(shí)驗(yàn)"
"中"
"可以進(jìn)一步與
"結(jié)合生成CuI沉淀或"
","
"濃度減小使得
"氧化性增強(qiáng),發(fā)生反應(yīng)"
"
"和"
本題以實(shí)驗(yàn)探究情境為載體,對(duì)氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡移動(dòng)、溶液中的反應(yīng)和電化學(xué)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合考查,培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng).
從上述兩年的高考試題和最新的八省聯(lián)考試題來(lái)看,對(duì)于""或"
"的考查逐漸升溫,且命題熱點(diǎn)主要集中在化學(xué)平衡"
"的移動(dòng)和氧化還原反應(yīng)原理的探究上.高考題常以陌生的情境為載體呈現(xiàn),但在新情境包裝下的試題“內(nèi)核”一定能在教材的主干知識(shí)中找到原型,這就要求我們?cè)谌粘W(xué)習(xí)中自主建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),將化學(xué)平衡移動(dòng)知識(shí)與元素化合物內(nèi)容、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的量的計(jì)算、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等核心知識(shí)加以整合,完善學(xué)生的認(rèn)知體系,形成必備知識(shí)網(wǎng)絡(luò),促使學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程體驗(yàn)中,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí),培養(yǎng)高階思維能力.
本文系山東省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃一般課題“數(shù)字化賦能大概念統(tǒng)領(lǐng)的中學(xué)課程融合研究\"(批準(zhǔn)號(hào):2023YB195)階段性研究成果.
(完)