Question

 

碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO₃)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如圖所示。請回答下列問題：

(1)碘是                      (填顏色)固體物質，實驗室常用                 方法來分離提純含有少量雜質的固體碘。

(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應：3I₂+6KOH=5KI+KIO₃+3H₂O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時，陽極上發(fā)生反應的電極反應式為                ；陰極上觀察到的實驗現(xiàn)象是                          。

(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I^—。請設計一個檢驗電解液中是否有I^—的實驗方案，并按要求填寫下表。

要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關用品自選。

試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。

(4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：

步驟②的操作名稱是                      ，步驟⑤的操作名稱是                   。步驟④洗滌晶體的目的是                                                           。

Answer 1

（1）紫黑色    升華

（2）    有氣泡產(chǎn)生

（3）

（4）冷卻結晶    干燥   洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質

解析:

本題以元素化合物知識為載體考查了電化學原理中電極反應式的書寫、離子檢驗、物質制備等，綜合性很強，考查學生知識的綜合運用能力。碘是紫黑色固體，易升華，此性質可用于分離提純。電解時陽極上碘離子失電子生成單質碘，生成的單質碘與堿可反應。電極反應式為2I^—－e^-－=I₂,或者：I^- －6e^-+6OH^-=IO₃^-+3H₂O。陰極上生成氫氣。碘離子與碘酸根在酸性條件下反應生成單質碘，利用此性質可檢驗碘離子的存在。取少量陽極區(qū)的電解液于試管中，加硫酸酸化，然后加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍，若變藍說明有碘離子。 電解液蒸發(fā)濃縮后，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得碘酸鉀晶體。洗滌的目的是除去氫氧化鉀等雜質。

【比較辨析】原電池和電解池均是以氧化還原反應為基礎的，原電池的負極發(fā)生氧化反應、正極發(fā)生還原反應，電解池的陽極發(fā)生氧化反應、陰極發(fā)生還原反應，即二者都是將氧化反應、還原反應拆分在兩個不同的電極發(fā)生。但是原電池必須以自發(fā)進行的氧化還原反應為基礎，而電解池一般是非自發(fā)的氧化還原反應，通過外加電源的作用使其發(fā)生，當然自發(fā)進行的氧化還原反應也可以在電解池中進行。