為了預防碘缺乏癥,國家規(guī)定每千克食鹽中應含40~50mg碘酸鉀。碘酸鉀晶體有較高的穩(wěn)定性,但在酸性溶液中,碘酸鉀是一種較強的氧化劑,能跟某些還原劑作用生成碘;在堿性溶液中,碘酸鉀能被氯氣、次氯酸等強氧化劑氧化為更高價的碘的含氧酸鹽。
【問題1】工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下: 

(1)碘、氯酸鉀和水混合后的反應為(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。該方程式配平時,系數(shù)有多組,原因是                    。
(2)X的化學式為          ;寫出用試劑X調節(jié)pH的化學方程式:             。
(3)生產(chǎn)中,如果省去“酸化”、“逐氯”、“結晶①、過濾”這三步操作,直接用試劑X調整反應后溶液的pH,對生產(chǎn)碘酸鉀有什么具體影響?              。
【問題2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O;  I2+2S2O32→2I+S4O62
(4)檢驗加碘食鹽中的碘元素,學生甲利用碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生反應。用四氯化碳檢驗碘單質時,看到的明顯現(xiàn)象有                         。
(5)測定加碘食鹽中碘的含量,學生乙設計的實驗步驟如下:
a.準確稱取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反應完全;
c.以淀粉為指示劑,加入物質的量濃度為2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL恰好反應。
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)。
(6)學生丙又對純凈的NaCl(不含KIO3)進行了下列實驗:
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-1 KI溶液,振蕩。
溶液無變化
然后再滴入1滴1mol·L-1的H2SO4,振蕩。
溶液變藍色
 
①推測實驗中產(chǎn)生藍色現(xiàn)象的可能原因,用離子方程式表示         。
②根據(jù)學生丙的實驗結果,請對學生乙的實驗結果作出簡要評價:             。

(1)有兩種還原產(chǎn)物生成。
(2)KOH;  KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2
(3)反應產(chǎn)生的氯氣跟KOH反應生成KClO, KClO能將KIO3氧化成KIO4從而不能得到碘酸鉀。
(4)液體分層,下層液體呈現(xiàn)紫紅色。
(5)1270/3W或 (423.33/W)。
(6)①4I+4H++O2→2I2+2H2O;② 因加入了過量KI溶液,乙實驗結果會偏大。

試題分析:
(1)碘、氯酸鉀和水混合后的反應為(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。該反應是氧化還原反應,由于在氧化還原反應中電子轉移數(shù)目相等,而有兩種還原產(chǎn)物生成。它們相對量的多少不同,配平時的系數(shù)就不同。因此在該方程式配平時,系數(shù)有多組。
(2)晶體①為KH(IO3)2,把晶體從溶液中過濾出來,洗滌干凈,然后用水溶解得到KH(IO3)2的溶液,要把酸式鹽變?yōu)檎}KIO3,就要加堿來調節(jié)溶液的pH值。為了不引入新的雜質,所以要用KOH。該反應的方程式為KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
(3)反應I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑產(chǎn)生的氯氣跟KOH反應生成KClO, KClO能將KIO3氧化成KIO4從而不能得到碘酸鉀。導致操作失敗,前功盡棄。
(4)檢驗加碘食鹽中的碘元素,學生甲利用碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生反應KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O。由于I2容易溶解在四氯化碳而不容易溶解在水中,水與四氯化碳互不相溶,CCl4的密度比水大,I2溶解在CCl4中而使溶液呈紫色.所以用四氯化碳檢驗碘單質時,看到的明顯現(xiàn)象有液體分層,下層液體呈現(xiàn)紫紅色。
(5)由方程式得關系式:KIO3~3I2~6S2O32.n(S2O32)=2.0×10-3mol/L×0.010L=2.0×10-5mol.所以n(KIO3)= 2.0×10-5mol÷6=1/3×10-5mol.m(I)= (1/3×10-5mol)×127g/mol=127/3×10-5g=127/3×10-2mg.所以在該加碘食鹽中碘的含量為m(I)÷m(總)= 127/3×10-2mg÷W×10-3kg=1270/3W mg/kg。
(6)① 該食鹽中無KIO3,而實驗中產(chǎn)生藍色現(xiàn)象的可能是空氣中的氧氣在酸性條件下把I-氧化為I2單質。4KI+2H2SO4+O2=2K2SO4+3I2+3H2O。碘單質遇淀粉變藍色。該反應的離子方程式為4I+4H+ +O2=2I2+2H2O。②乙的實驗中加入過量KI溶液,根據(jù)學生丙的實驗結果,可知空氣中的氧氣也會導致產(chǎn)生一部分的碘單質。所以學生乙的實驗結果比真實值會偏大。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

提純含有少量硝酸鋇雜質的硝酸鉀溶液,可以使用的方法為   (  )。
A.加入過量碳酸鈉溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸
B.加入過量硫酸鉀溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸
C.加入過量硫酸鈉溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸
D.加入過量碳酸鉀溶液,過濾,除去沉淀,溶液中補加適量硝酸

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

從海帶中提取碘的實驗過程中,下列正確的操作是(  )

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列實驗的現(xiàn)象與對應的結論均正確的是
選項
實驗操作
現(xiàn)象
結論
A
向某溶液中加入鹽酸
產(chǎn)生無色氣體
溶液中一定含有CO32
B
向某無色溶液中滴加鹽酸酸化的BaCl2
產(chǎn)生白色沉淀
溶液中一定含有SO42
C
將某氣體通入品紅溶液中
溶液褪色
該氣體一定是SO2
D
將新制的Fe(OH)2露置于空氣中
白色固體迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色
Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3
 

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

某興趣小組同學在實驗室用加熱1-丁醇、濃H2SO4和溴化鈉混合物的方法來制備1-溴丁烷,并檢驗反應的部分副產(chǎn)物,設計了如圖所示裝置,其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒有畫出。

請根據(jù)實驗步驟,回答下列問題:
(1)關閉a和b、接通豎直冷凝管的冷凝水,給A加熱30分鐘,制備1-溴丁烷。
豎直冷凝管接通冷凝水,進水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);豎直冷凝管的主要作用是________。
(2)理論上,上述反應的副產(chǎn)物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氫、硫酸氫鈉、水等。熄滅酒精燈,在豎直冷凝管上方塞上塞子并打開a,利用余熱繼續(xù)反應直至冷卻,通過B、C裝置檢驗部分副產(chǎn)物,已知B、C裝置中為常見物質的水溶液。
B裝置檢驗的物質是_________,寫出C裝置中主要的化學方程式:_______________。
(3)為了進一步分離提純1-溴丁烷,該興趣小組同學查得相關有機物的數(shù)據(jù)如表所示:
物質
熔點/℃
沸點/℃
1-丁醇
-89.5
117.3
1-溴丁烷
-112.4
101.6
丁醚
-95.3
142.4
1-丁烯
-185.3
-6.5
 
請你補充下列實驗步驟,直到分離出1-溴丁烷。
①待燒瓶冷卻后,拔去豎直的冷凝管;
②插上帶橡皮塞的溫度計;
③關閉_______,打開_______;
④接通冷凝管的冷凝水,使冷水從______處流入;
⑤迅速升高溫度至_______℃,收集所得餾分。
(4)若實驗中所取1-丁醇、NaBr分別為7.4 g、13.0 g,蒸出的粗產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后再次蒸餾得到9.6 g1-溴丁烷,則1-溴丁烷的產(chǎn)率是_____。(保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

硼、鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。
已知:硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5?H2O,硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為:

回答下列有關問題:
(1)硼砂中B的化合價為        ,溶于熱水后,常用H2SO4調pH2~3制取H3BO3,反應的離子方程式為             。X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物,其與Mg制取粗硼的化學方程式為               。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱,其目的是                           。若用惰性電極電解MgCl2溶液,其陰極反應式為                 。
(3)鎂-H2O2酸性燃料電池的反應機理為Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O,則正極反應式為                  。若起始電解質溶液pH=1,則pH=2時溶液中Mg2+離子濃度為       。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.610-12,當溶液pH=6時       (填“有”或“沒有”)Mg(OH)2沉淀析出。
(4)制得的粗硼在一定條件下生成BI3,BI3加熱分解可以得到純凈的單質硼。現(xiàn)將    0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應為       滴定管(填“酸式”或“堿式”)。該粗硼樣品的純度為       。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列除去雜質的實驗方法不正確的是         (  )。
A.除去Na2CO3固體中的少量NaHCO3,置于坩堝中加熱
B.除去SO3中的少量SO2,可通入適量的O2
C.除去合成氨中生產(chǎn)的NH3中的N2、H2,可采用降溫的方法
D.純堿生產(chǎn)中所得的NH4Cl和NaHCO3混合物,可采用結晶過濾的方法分離

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列每組中各有三對物質,它們都能用分液漏斗分離的是    (  )
A.乙酸乙酯和水、乙醇和水、葡萄糖和水
B.甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇
C.乙酸乙酯和水、溴苯和水、硝基苯和水
D.乙酸和水、甲苯和水、己烷和水

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

實驗室可用MnO2和KClO3混合加熱的方法制取氧氣:2KClO32KCl+3O2
I.現(xiàn)有下列儀器或裝置:

(1)A-D裝置中,用作KClO3為原料制氧氣的反應裝置是____(填序號)。
(2)排水法收集氧氣,接口順序是:氧氣出口→___→___→g→h→燒杯(填序號)。
Ⅱ.KClO3分解時尚有副反應,導致收集到的氣體有異味。據(jù)推測,副產(chǎn)物可能是O3、Cl2、ClO2中的一種或幾種。資料表明:O3、Cl2、ClO2的沸點依次為-111℃、-34℃和11℃,且O3、ClO2也能將KI氧化為I2。為探究副反應氣體產(chǎn)物的成分,將KClO3分解產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入如右裝置進行實驗:
 
(3)若要確認副產(chǎn)物中含Cl2,F(xiàn)中應盛放_____溶液。
(4)確定副產(chǎn)物中含有ClO2的現(xiàn)象是_________________。
(5)實驗時若D中無現(xiàn)象,E中試紙變藍,能否得出副產(chǎn)物含有臭氧的結論?
答:_____ (填“能”或“不能”)。理由是________________________________。
Ⅲ.ClO2是飲用水消毒劑。用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)除含有ClO2外,常含有一定量對人體不利的ClO2-。為測定此飲用水中兩者成分,進行如下實驗:準確量取v mL水樣加入到錐形瓶中,調節(jié)水樣pH=8,加人足量KI晶體,發(fā)生如下反應:2ClO2+2I- =I2+2ClO2-,反應結束后產(chǎn)生amolI2;繼續(xù)調節(jié)溶液pH=1,又發(fā)生如下反應:ClO2-+4H++4I- =2I2+Cl-+2H2O,反應結束后叉產(chǎn)生bmolI2。
(6)飲用水中c(ClO2-)=_____________mol·L- 1(用含字母的代數(shù)式表示)。

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