元素世界生存手冊 NO.6一直伴隨成長的噩夢--碘
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假如你哪一天穿越到了某個元素世界,這個世界是某個元素的天堂,那請務(wù)必攜帶此手冊,也許可以在那個世界(也可以是現(xiàn)實世界)救你一命。
本手冊僅供學(xué)術(shù)交流(包括但不限于高中化學(xué)學(xué)習(xí)的課外知識), 沒有作者bil bii@火山下的第一騎士同意禁止用于商業(yè)用途,鼓勵在標(biāo)注原作者的前提下轉(zhuǎn)載。
由于在下的知識能力水平有限,如果有知識錯誤或用詞句法錯誤,歡迎批評指正,不勝感激!
? ? 雖然在周期表中的位置不靠前,但是碘卻十分不公平地有著超然的知名度--TA左邊的銻更多用于一些"優(yōu)美"語言,碲和日常生活的交集主要在太陽能電板上,TA右邊的氙更多拿來寫對聯(lián)。(一句話:在日常中,這些元素的名字比性質(zhì)更有價值)
? ? 而我們與碘的初次交集就在體檢中--當(dāng)眉慈目善的醫(yī)生打針(實際上是抽血)前在手上涂上微涼且略有刺激氣味的碘伏時,誰又不感到恐懼和想哭呢。
? ? (這里吐槽一下:UP作為一個身體指數(shù)31.57的胖子,每次抽血都有33%的幾率醫(yī)生刺不到血管使在下享受連扎2-3次的"特殊服務(wù)”)
? ? 當(dāng)我們終于克服小學(xué)碘伏的恐懼走向初中時,碘又出現(xiàn)在了物理課堂上--碘的三相點極為接近,這導(dǎo)致了TA成為演示升華的最佳材料之一。
? ? 但是還是要嘮叨一點的是,碘并不能直接升華而僅僅只是三相點接近而已(換句話,如果你控制得當(dāng),可以獲得液態(tài)的碘)
? ? 而可以演示真正升華的常見材料,一個是干冰,一個是砷單質(zhì)。
嗯,要不沒有錢,要不沒有命,總之玩不起。
同時碘的易于凝結(jié)也使其成為了晶體化學(xué)狂們最愛的實驗材料之一。
(感謝好友"三碘測橋"提供的自然狀態(tài)結(jié)晶碘圖)

(“金屬鱗片”狀碘)

(建議改為“黑糖加工廠的內(nèi)幕”)
? ? 而當(dāng)我們學(xué)的東西更豐富時,我們也了解了曾經(jīng)一直陪伴我們到現(xiàn)在的噩夢--“碘伏”的真正成分:TA并不是一個純凈物,而是碘化鉀混合碘的乙醇溶液。
? ? 一般情況下,碘在水中的溶解度只有零點幾克,但是當(dāng)看見自己孩子碘化物(常見為碘化鉀)時,會給孩子一個面子,形成l3-離子。
? ? (關(guān)于這種連多X離子的更多知識,我會在硫的一章專門介紹)
? ? 碘離子雖然可以穩(wěn)定存在,但是卻十分不安分,總想“超級加輩”(誤),平時隔水隔氧還會安分一點,當(dāng)直接暴露在空氣中時,會中速被氧化到碘單質(zhì)從而使其呈現(xiàn)如同黃糖一樣的外觀。
? ? 但是這種強還原性在使用上可是個寶貝--淀粉碘化鉀試紙,如果檢測物中有氧化性離子就可以氧化碘離子形成碘單質(zhì)并和淀粉配合變藍(lán)。
? ? 這個方法在高中階段手刃包括氯氣三價鐵二價銅在內(nèi)的一眾氧化劑。更加值得一提的是,碘與二價銅反應(yīng)不僅可以把銅還原成亞銅還可以順手形成碘化亞銅的沉淀,是處理銅離子的好方法之一。
? ? 到了高中,碘不僅出現(xiàn)了鹵素互相置換的游戲中:
Cl2+2KI=2KCI+I 2?
Br2+2KI=2KBr+l 2?
? ? (需要強調(diào)的是,這個反應(yīng)產(chǎn)生的碘很少量而且會形成黃色的l3而無法沉淀,所以不能打沉淀符號)
? ? 也出現(xiàn)在水和有機物激烈的吵架中:
? ? 由于苯作為非極性溶質(zhì)不附于水且貳與苯也,當(dāng)苯與碘水混溶時,大部分碘會離開水而投入苯的懷抱,此曰:萃取。
? ? 但是盡管碘貳與苯也,還是有一部分碘會戀戀不舍地留在水里,最后碘在水中和苯中
的濃度比是定值。
苯,四氯化碳也可以達(dá)到這樣子的效果,不過需要強調(diào)的一點是:四氯化碳的密度大于水而苯的密度小于水,回答現(xiàn)象時不能搞混。
? ? 不過如果你認(rèn)為高中階段碘就這么簡單的話,那就大錯特錯了--在題目中,碘可不只有0和-1兩個化合價。
? ? 把碘扔到氫氧化鈉里, 碘可不會像氯那樣子安安分分地變成CIO, 而是一步到位生成+5價的碘酸根IO3,從碘的電極電勢圖我們可以“輕松"看出IO和IO2無法穩(wěn)定存在。

? ? (資料來源:《無機化學(xué)》高等教育出版社)
? ? 值得一提的是,當(dāng)?shù)庥龅綕庀跛徇@樣子莫得感情的電子殺手時會被嚇到從溶液里跑出來--碘和濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生碘酸并放熱,冷卻濃縮后可以得到析出碘酸晶體。
? ? 這種秀外慧中的大家閨秀,不僅比頭頂?shù)穆人岷弯逅岱€(wěn)定N倍,而且減壓蒸發(fā)還能得到實驗室的萬金油之一-一五氧化二碘。
? ? 與氯化鈀這種又貴又只能定性的老爺相比,五氧化二碘真的可以算得上是個得力的助手了--將一氧化碳通過加熱的五氧化二碘,反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和碘單質(zhì),其中碘單質(zhì)以蒸汽形式一波一波地輸出,最后測定五氧化二碘的減少量就可以測定一氧化碳的含量。
但是即便是碘酸這樣子的窈窕淑女遇到次氯酸根時也會應(yīng)了那一句“子系中山狼,得志便猖狂”,會被欺負(fù)變成+7價高碘酸根。
? ? 而被"虐待死亡"后的高碘酸根也不再有那種迎春的風(fēng)度了-一整個高碘酸化合物就是一本拖泥帶水的爛賬,是在下學(xué)習(xí)鹵素化合物的噩夢。
? ? 首先出場的H5l06正高碘酸,手里的5個氫崽子卻沒有一個拿得出手--高濃度的正高碘酸雖然酸性比醋酸還弱,但是禁不住人家氧化性強啊--之前在鐵的那一期說過,正高碘酸能直接把鐵從+2氧化到+6,而不僅如此,正高碘酸還能直接把0價單質(zhì)錳氧化到+7價高錳酸根,目前我還沒有見過第二個這么猛的酸(如果知道的話歡迎提出)
? ? 并且,最重要的是,正高碘酸還是目前我見到的第二個有脫水性的酸!
換句話說,正高碘酸可以視為酸性極度弱而氧化性極度強的濃硫酸!
然后是高碘酸鹽和銀的反應(yīng):
? ? 首先,直接往高碘酸里加過量氫氧化鈉,得到的并不是Na5lO6,而是Na2H3lO6,我愿稱其為“高碘酸三氫鈉”。
? ? 然后,往這個溶液里加過量的硝酸銀,就可以得到高碘酸銀沉淀(木有氫)如果向高碘酸銀的懸濁水溶液中通入氯氣,這時候被氧化的居然是水!生成氧氣!氯的氧化性明明弱于氧,但是這個反應(yīng)中氯卻氧化了氧,原因我到現(xiàn)在也不清楚,只能說可能這就是“鹵族氧族元素的不規(guī)律性“吧,或者是高碘酸銀有一定的輔助作用?
? ? (另外兩個產(chǎn)物是高碘酸和氯化銀)
? ? 而不同于碘酸脫水方程式的善良,高碘酸這個被“中山狼"虐待死亡的幽魂抱著“不玩死你不罷休"的精神,硬生生的把簡單的脫水反應(yīng)玩成了又臭又長的“懶婆子的纏腳”真空狀態(tài)下,373K下加熱正高碘酸會先二聚形成H4l2O9,繼續(xù)加熱變成最正常的化合物偏高碘酸HIO4, 同時中間還有一堆三聚環(huán)狀產(chǎn)物亂七八糟實在沒必要說。
? ? 把溫度提升到473K,在高溫的愛撫下高碘酸起死回生又變回了大家閨秀--碘酸并釋
放氧氣和水,象征著這段雞飛狗跳的倫理故事的結(jié)束。
? ? (本來想說點碘的危害性的,但是整理了一堆資料后覺得碘與其說在肉體還還不如說在題目上對我們的“危害"更深,所以就打了一大堆+5+7碘的故事,大家應(yīng)該會喜歡(別睡著就好))
? ? 那么這一期碘元素之旅就到這里結(jié)束了,希望諸位能點個贊投個幣支持一下這個好不容易擠時間寫科普文的UP,萬分感謝!下一期,將是著名的“臭味相投"元素--硫。