Question

【題目】KIO3 是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。利用“KClO3 氧化法”制備 KIO3 工藝流程如下圖所示，回答下列問題：

(1)“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有 KH(IO3)2、Cl2 和 KCl。“逐 Cl2”采用的方法是________；

(2)“濾液”中的溶質(zhì)主要是_______；“調(diào) pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________；

(3)結(jié)晶過濾時工人發(fā)現(xiàn) KH(IO3)2 為懸浮絮狀沉淀，以下可以采用的方法是________；

A．傾析法 B.重結(jié)晶法 C.抽濾法 D. 離心分離法

(4)生產(chǎn)中，如果省去“酸化”、“逐氯”、“結(jié)晶①、過濾”這三步操作，直接用試劑 X 調(diào)整反應(yīng)后溶液的 pH，對生產(chǎn)碘酸鉀有什么具體影響_________________________________________________________________；

(5)KIO3 也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。與“電解法”相比，“KClO3 氧化法”的主要不足之處有_____________________________________；(寫出一點)

(6)已知：KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。測定加碘食鹽中碘的含量，學(xué)生甲設(shè)計的實驗步驟如下：

a．準(zhǔn)確稱取 w g 食鹽，加適量蒸餾水使其完全溶解；

b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入過量 KI 溶液，使 KIO3 與 KI 反應(yīng)完全；

c．以淀粉為指示劑，加入物質(zhì)的量濃度為2.0×10-3mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液 10.0mL 恰好反應(yīng)。 則加碘食鹽樣品中的碘元素含量是______________mg/kg；(以含 w 的代數(shù)式表示)

(7)學(xué)生乙又對純凈的 NaCl(不含 KIO3)進(jìn)行了下列實驗：

操作步驟	實驗現(xiàn)象
取 1g 純凈的 NaCl，加 3mL 水配成溶液。	溶液無變化
滴入 5 滴淀粉溶液和 1mL 0.1 mol·L－1KI 溶液，振蕩。	溶液無變化
然后再滴入 1 滴 1mol·L－1 的 H2SO4，振蕩。	溶液變藍(lán)色

根據(jù)學(xué)生乙的實驗結(jié)果，請對學(xué)生甲的實驗結(jié)果作出簡要評價___________________________。

Answer 1

【答案】加熱 KCl KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O B D I2+ KClO3+ H2O = KH(IO3)2+KCl+Cl2溶液中的氯氣會與KOH反應(yīng)生成次氯酸鉀，次氯酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以將KIO3氧化成KIO4從而得不到碘酸鉀。 產(chǎn)生氯氣，污染環(huán)境 4I-+4H++O2=2I2+H2O 加入的KI過量，在酸性條件下，I-會與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成I2，造成甲的實驗結(jié)果偏大

【解析】

（1）將溶解在溶液中的氣體排出的一般方法是將溶液加熱，原因是氣體的溶解度是隨著溫度上升而減小；第一步反應(yīng)得到的產(chǎn)品中氯氣在“逐 Cl2”時除去；

(2) 根據(jù)圖示，碘酸鉀在最后得到，所以過濾時KH(IO3)2應(yīng)該在濾渣中，所以濾液中主要為KCl；“調(diào) pH”的主要目的是將KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，所以發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O；

(3)結(jié)晶過濾時工人發(fā)現(xiàn) KH(IO3)2 為懸浮絮狀沉淀，可以采用重結(jié)晶法或離心分離法得到較純的KH(IO3)2晶體，答案選BD；

（4）反應(yīng)I2＋KClO3＋H2O=KH(IO3)2＋KCl＋Cl2↑產(chǎn)生的氯氣跟KOH反應(yīng)生成KClO， KClO具有強(qiáng)氧化性，能將KIO3氧化成KIO4從而不能得到碘酸鉀。導(dǎo)致操作失敗，前功盡棄;

(5)KClO3氧化法的最大不足之處在于，生產(chǎn)中會產(chǎn)生氯氣，污染環(huán)境；

(6)設(shè)碘酸鉀的物質(zhì)的量為x，根據(jù)反應(yīng)KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O；I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。可得關(guān)系式：KIO3~ I2 ~ 6S2O32-，

則KIO3~ I2 ~ 6S2O32-

1 6

x 2.0×10-3mol/L×0.01L

x==×10-5mol

根據(jù)碘原子守恒知，碘元素的質(zhì)量=×10-5mol×127g/mol=×10-5g，

所以碘元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：；

(7) 4I-+4H++O2=2I2+H2O 加入的KI過量，在酸性條件下，I-會與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成I2，造成甲的實驗結(jié)果偏大。