Question

（2010?和平區(qū)一模）加碘食鹽中加入的碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，常溫下很穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解．在酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應(yīng)．
問題1 工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：

（1）已知步驟①反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同．請寫出反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

6I₂+11KClO₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑

；
（2）參照下表碘酸鉀的溶解度，操作③得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是

蒸發(fā)結(jié)晶

．

溫度/℃	20	40	60	80
KIO3g/100g水	8.08	12.6	18.3	24.8

問題2 已知：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O；   I₂+2S₂

O

2- 3

=2I^-+S₄

O

2- 6

．
（1）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，逐滴加入物質(zhì)的量濃度為2.0×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液10.0mL，恰好反應(yīng)完全．則加碘食鹽樣品中的碘元素含量是

1270

3W

mg/kg（以含w的代數(shù)式表示）．
（2）學(xué)生乙又進(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 0.1mol/L KI溶液，振蕩．	溶液無變化
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4，振蕩．	溶液變藍(lán)色

①請推測實驗中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因，用離子方程式表示

4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O

．
②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：

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“正確”）．
其原因是

過量的I^-會被空氣中的O₂氧化為I₂

．

Answer 1

分析：問題1
（1）反應(yīng)中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合價由0價升高為+5價，共升高10價．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合價降低，還原產(chǎn)物為KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合價由+5降低為-1價，化合價降低6價，KClO₃→Cl₂氯元素化合價由+5降低為0價，化合價總共降低10價，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，所以化合價降低60價，故I₂系數(shù)為6，根據(jù)元素守恒配平KClO₃、H₂O、KH（IO₃）₂的系數(shù)；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知溫度越高，KIO₃溶解度越大，從溶液中獲得晶體需要蒸發(fā)結(jié)晶；
問題2
（1）根據(jù)硫代硫酸鈉與碘酸鉀的關(guān)系式計算碘酸鉀的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算碘的含量；
（2）①酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質(zhì)；
②過量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質(zhì)．

解答：解：（1）反應(yīng)中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合價由0價升高為+5價，共升高10價．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合價降低，還原產(chǎn)物為KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合價由+5降低為-1價，化合價降低6價，KClO₃→Cl₂氯元素化合價由+5降低為0價，化合價總共降低10價，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，所以化合價降低共60價，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）由表中數(shù)據(jù)可知溫度越高，KIO₃溶解度越大，從溶液中獲得KIO₃晶體需要蒸發(fā)結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；
（1）設(shè)碘酸鉀的物質(zhì)的量為x．
KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O①；   I₂+2S₂O₃ ^2-=2I^-+S₄ O₆^2-②，將方程式②×3+①得
IO₃^-+6H⁺+6S₂O₃^2-=I^-+3S₄O₆^2-+3H₂O
1               6
x              2.0×10^-3mol/L×0.01L
x=

2.0×10-3mol/L×0.01L×1

6

=

1

3

×10-5mol，根據(jù)碘原子守恒知，碘元素的質(zhì)量=

1

3

×10-5mol/L×127g/mol=4.23×10^-4g，所以碘元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

1.27×10-3 3

w

×100%=

1270

3W

mg/kg，
故答案為：

1270

3W

；
（2）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，過量的碘離子易被空氣中氧氣氧化生成碘單質(zhì)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，故答案為：偏大，過量的I^-會被空氣中的O₂氧化為I₂．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式的配平及有關(guān)計算，計算時注意是求食鹽中碘的含量不是碘酸鉀的含量，為易錯點．