Question

碘酸鉀是一種白色粉末，無臭無味，加碘食鹽中常加入它，國家規(guī)定每千克食鹽中應含40～50mg碘酸鉀酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物制質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘，在堿性介質(zhì)中，碘酸鉀能被氯氣、次氫酸鹽等氧化為高碘酸鉀．碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解．工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下，在反應器中發(fā)生反應的化學方程式為：6I₂+11KClO₃+3H₂O--6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂

（1）④的操作名稱可能是

 

．
（2）步驟②中，用稀硝酸酸化而不用氫碘酸（HI），其原因可能是

 

；
（3）步驟③要保持溶液微沸1小時是為了排出

 

，排出該物質(zhì)的原因為

 

；
（4）X的化學式為

 

寫出用試劑X調(diào)節(jié)pH的化學方程式

 

（5）實驗中涉及兩次過濾，在實驗室進行過濾實驗中，用到的玻璃儀器有

 

；
（6）已知：IO₃^-+I^-+H⁺→I₂+H₂O（未配平），I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-．某學生測定食用精制鹽的碘化鉀的含量，其步驟為
a 準確稱取wg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，加入足量KI溶液，使KIO₃與KI反應完全；
c加入物質(zhì)的量濃度為2.0×10^-3mol?L^-1的Na₂S₂O₃溶液40.0mL，
d 以淀粉為指示劑，逐滴加入1.00×10^-3mol?L^-1碘水10.0mL恰好反應完全．
Ⅰ判斷d中恰好反應完全的現(xiàn)象是

 

．
Ⅱ配平方程式：

 

IO₃^-+

 

I^-+

 

H⁺→

 

I₂+

 

H₂O
Ⅲ根據(jù)以上實驗，所測精制鹽中碘酸鉀含量是（以含w的代數(shù)式表示）

 

mg/kg．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）從溶液中得到晶體，應對溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶操作；
（2）酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，HI具有還原性；
（3）由題中信息可知，在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀；
（4）調(diào)節(jié)溶液pH，可加入KOH或K₂CO₃，以防止引入新雜質(zhì)；
（5）過濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等；
（6）酸性條件下，碘酸鉀和碘化鉀發(fā)生氧化還原反應生成碘，方程式為KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，碘和Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應，方程式為I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，結(jié)合反應的方程式計算．

解答： 解：（1）從溶液中得到晶體，應對溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶操作，故答案為：（蒸發(fā)濃縮）冷卻結(jié)晶；
（2）步驟中產(chǎn)生氯氣，需要將氯氣排出反應體系，加入硝酸的目的是制造酸性環(huán)境，促進氯氣從反應體系中逸出，酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，HI具有還原性，能將已生成的碘酸氫鉀還原，
故答案為：碘酸鉀與氫碘酸反應產(chǎn)生碘，減少碘酸鉀產(chǎn)量；
（3）由題中信息可知，在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀，所以應將氯氣排出，故答案為：氯氣；防止碘酸鉀被氯氣氧化減少產(chǎn)量（或生成KI0₄，影響碘酸鉀的質(zhì)量）；
（4）調(diào)節(jié)溶液pH，可加入KOH或K₂CO₃，以防止引入新雜質(zhì)，反應的方程式為KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O （或2KH（IO₃）₂+K₂CO₃=4KIO₃+H₂O+CO₂↑），
故答案為：KOH （或K₂CO₃）； KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O （或2KH（IO₃）₂+K₂CO₃=4KIO₃+H₂O+CO₂↑）；
（5）過濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等，故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
（6）I．碘遇淀粉變藍色，所以溶液呈藍色，隨反應I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色，說明反應到終點，
故答案為：最后滴入一滴碘液產(chǎn)生藍色且30s不褪色；
II．酸性條件下，碘酸鉀和碘化鉀發(fā)生氧化還原反應生成碘，方程式為KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，反應的離子方程式為 IO₃^-+5I^-+6H⁺=3 I₂+3 H₂O，
故答案為：1；5；6；3；3；
III．酸性條件下，碘酸鉀和碘化鉀發(fā)生氧化還原反應生成碘，方程式為KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，碘和Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應，方程式為I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，
n（Na₂S₂O₃）=2.0×10^-3mol?L^-1×0.04L=8×10^-5mol，
加入n（I₂）=1.00×10^-3mol?L^-1×0.01L=1.00×10^-5mol，與I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可知消耗2.00×10^-5molNa₂S₂O₃，
則應有6.00×10^-5molNa₂S₂O₃與用稀硫酸酸化所得溶液反應，
反應的關系式為KIO₃～3I₂～6Na₂S₂O₃，
            1          6
            n         6.00×10^-5mol
n=1.00×10^-5mol，
所以精制鹽中碘酸鉀含量是

1.00×10-5mol×214g/mol×1000mg/g

w×10-3Kg

=

2140

w

mg/kg，
故答案為：

2140

w

．

點評：本題以工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀為載體，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，內(nèi)容涉及方程式配平、對工藝流程的理解評價、方案設計等，難度中等，是對知識的綜合運用和能力的考查．