某小組同學制備碘酸鹽（

IO

-

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）并探究其性質．
資料：①I₂可與NaOH溶液反應生成

IO

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和I^-．
②碘酸鈣[Ca（IO₃）₂]為難溶于水、能溶于硝酸的白色固體．
③X₂的氧化性，X^-的還原性與溶液的酸堿性無關：

IO

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3

與氧化性隨溶液酸性增強而增強（X為Cl、Br或I）．
實驗裝置如圖（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；一段時間后，B中溶液由無色變為棕黃色．
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為無色．
（1）A裝置發生的化學方程式為

MnO₂+4HCl（濃）

△

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

MnO₂+4HCl（濃）

△

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）C裝置發生的離子方程式為

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（3）取少量步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入過量鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上層呈淺黃色，下層呈紫色．甲同學得出結論：在酸性條件下

IO

-

3

可以氧化I^-為I₂．
①乙同學認為上述結論不合理，可能原因如下：
原因一：空氣中O₂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

（填化學式）在酸性條件下將溶液中的I^-氧化．
②為了進一步證明在酸性條件下

IO

-

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可氧化I^-為I₂，完成如下實驗：
ⅰ．另取與（3）等量的步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入稍過量CaCl₂固體，振蕩，充分反應后過濾得到無色溶液X和沉淀Y．
ⅱ．向無色溶液X，加入與（3）等量的鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上、下層均幾乎無色．
ⅲ．取少量洗滌后的沉淀Y加入稀HNO₃，固體溶解，繼續加入少量KI溶液，溶液呈黃色．
ⅳ．……
a.由實驗ⅰ、ⅱ得出結論：

不含有碘酸根離子時，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

不含有碘酸根離子時，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

．
b.由實驗ⅲ和ⅳ得出結論：在酸性條件下

IO

-

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可以氧化I^-為I₂．補全實驗ⅳ的操作和現象

繼續加入過量的氯化鈣溶液，不產生白色沉淀或產生很少白色沉淀

繼續加入過量的氯化鈣溶液，不產生白色沉淀或產生很少白色沉淀

．
（4）根據實驗ⅲ得出：氧化性I₂

＜

＜

IO

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（填“＞”或“＜”），而實驗ⅰ表明I₂和

IO

-

3

的氧化性強弱關系相反，原因是

碘酸根離子的氧化性與溶液的酸堿性有關，溶液酸性越強，碘酸根離子氧化性越強

碘酸根離子的氧化性與溶液的酸堿性有關，溶液酸性越強，碘酸根離子氧化性越強

．
（5）查閱資料發現，

XO

-

3

與相應的X^-（X=Cl,Br）均有類似上述反應．濃度相同時，氧化性

C

l

O

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3

≈

B

r

O

-

3

，但濃度均為0.1mol/L的

C

l

O

-

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和Cl^-開始發生反應時的pH為1，而濃度均為0.1mol/L的

B

r

O

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和Br^-開始發生反應的pH為5．試從原子結構的角度解釋兩個反應開始發生時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才能氧化

．