Question

【題目】我國(guó)市售加碘食鹽中含有碘酸鉀。已知碘酸鉀在酸性條件下是一種較強(qiáng)的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應(yīng)。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知反應(yīng)室Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（2）反應(yīng)室Ⅰ需加熱煮沸，其目的是：①加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)物充分反應(yīng)：② （請(qǐng)從化學(xué)平衡角度解釋）。

（3）已知幾種物質(zhì)的溶解度見(jiàn)下表：

	KCl	KH(IO3)2	KClO3
溶解度g/100 g水(25 ℃)	20.8	0.8	7.5
溶解度g/100 g水(80 ℃)	37.1	12.4	16.2

由上表數(shù)據(jù)分析可知，操作Ⅰ的名稱為 、 。

（4）在反應(yīng)室Ⅱ中加入KOH調(diào)節(jié)溶液的pH＝10，其目的是 。

（5）甲同學(xué)欲測(cè)定成品中碘酸鉀的含量，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

①準(zhǔn)確稱取1 g樣品，加適量蒸餾水使其完全溶解；

②用稀硫酸酸化上述所得溶液，加入過(guò)量KI溶液，充分?jǐn)嚢瑁?/span>

③以淀粉為指示劑，逐滴加入2.0 mol·L－1的Na2S2O3溶液，當(dāng)藍(lán)色剛好褪去時(shí)，消耗Na2S2O3溶液12.00 mL，則成品中KIO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （列式計(jì)算，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(已知：KIO3＋5KI＋3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O，I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6)。

（6）乙同學(xué)又對(duì)純凈的NaCl（不含KIO3）進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
取1g純凈的NaCl，加3mL水配成溶液。	溶液無(wú)變化
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液，振蕩。	溶液無(wú)變化
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4，振蕩。	溶液變藍(lán)色

①請(qǐng)推測(cè)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因，用離子方程式表示 。

②根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì) (填“偏大”，“偏小”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】

（1）6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑；

（2）除去反應(yīng)生成的氯氣，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行；

（3）冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

（4）使KH（IO3）2轉(zhuǎn)化為KIO3；

（5）85.6%；

（6）①4I-+4H++O2=2I2+2H2O；②偏大。

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)中I2→KH（IO3）2，I元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+5價(jià)，共升高10價(jià)．KClO3→KCl、Cl2，氯元素化合價(jià)降低，還原產(chǎn)物為KCl、Cl2，KClO3→KCl氯元素化合價(jià)由+5降低為-1價(jià)，化合價(jià)降低6價(jià)，KClO3→Cl2氯元素化合價(jià)由+5降低為0價(jià)，化合價(jià)總共降低10價(jià)，二者獲得的電子數(shù)目相同，獲得電子最小公倍數(shù)為30，則KCl的系數(shù)為5，Cl2的系數(shù)為3，所以化合價(jià)降低共60價(jià)，故I2系數(shù)為6，根據(jù)氯元素守恒可知KClO3系數(shù)為11，根據(jù)碘元素守恒可知KH（IO3）2的系數(shù)為6，根據(jù)氫元素守恒可知H2O、系數(shù)為3，檢查氧元素守恒，故方程式為：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑，故答案為：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑；

（2）反應(yīng)室Ⅰ需加熱煮沸，其目的是：①加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)物充分反應(yīng)：②除去反應(yīng)生成的氯氣，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行，故答案為：除去反應(yīng)生成的氯氣，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行；

（3）從溶液中得到晶體，需要冷卻結(jié)晶，然后過(guò)濾，故答案為：冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

（4）KH（IO3）2在堿性條件下可以轉(zhuǎn)化成KHIO3，所以步驟②中調(diào)節(jié)pH=10的目的是使KH（IO3）2轉(zhuǎn)化為KIO3，故答案為：使KH（IO3）2轉(zhuǎn)化為KIO3；

（5）設(shè)碘酸鉀的物質(zhì)的量為x．KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①；

I2+2S2O3 2-=2I-+S4 O62-②，將方程式②×3+①得

IO3-+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O

1 6

x 2.0×10-3mol/L×0.012L

x==4×106mol，根據(jù)碘原子守恒知，

碘酸鉀的質(zhì)量=4×106mol×214g/mol=856×10-6g，

所以碘元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=85.6%，故答案為：85.6%；

（6）①酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為：4I-+4H++O2=2I2+2H2O，故答案為：4I-+4H++O2=2I2+2H2O；②酸性條件下，過(guò)量的碘離子易被空氣中氧氣氧化生成碘單質(zhì)，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大，故答案為：偏大。