题目内容
(2010?和平区一模)加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解.在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应.
问题1 工业生产碘酸钾的流程如下:
(1)已知步骤①反应器发生的反应中,两种还原产物所得电子数相同.请写出反应器中发生反应的化学方程式:
(2)参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,你建议的方法是
问题2 已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O; I2+2S2
=2I-+S4
.
(1)测定加碘食盐中碘的含量,学生甲设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全.则加碘食盐样品中的碘元素含量是
mg/kg(以含w的代数式表示).
(2)学生乙又进行了下列实验:
①请推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示
②根据学生乙的实验结果,请对学生甲的实验结果作出简要评价:
其原因是
问题1 工业生产碘酸钾的流程如下:
(1)已知步骤①反应器发生的反应中,两种还原产物所得电子数相同.请写出反应器中发生反应的化学方程式:
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑
;(2)参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,你建议的方法是
蒸发结晶
蒸发结晶
.温度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
KIO3g/100g水 | 8.08 | 12.6 | 18.3 | 24.8 |
O | 2- 3 |
O | 2- 6 |
(1)测定加碘食盐中碘的含量,学生甲设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全.则加碘食盐样品中的碘元素含量是
1270 |
3W |
1270 |
3W |
(2)学生乙又进行了下列实验:
操作步骤 | 实验现象 |
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液. | 溶液无变化 |
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液,振荡. | 溶液无变化 |
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4,振荡. | 溶液变蓝色 |
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
.②根据学生乙的实验结果,请对学生甲的实验结果作出简要评价:
偏大
偏大
(填“偏大”、“偏小”或“正确”).其原因是
过量的I-会被空气中的O2氧化为I2
过量的I-会被空气中的O2氧化为I2
.分析:问题1
(1)反应中I2→KH(IO3)2,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价.KClO3→KCl、Cl2,氯元素化合价降低,还原产物为KCl、Cl2,KClO3→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价,化合价降低6价,KClO3→Cl2氯元素化合价由+5降低为0价,化合价总共降低10价,二者获得的电子数目相同,获得电子最小公倍数为30,则KCl的系数为5,Cl2的系数为3,所以化合价降低60价,故I2系数为6,根据元素守恒配平KClO3、H2O、KH(IO3)2的系数;
(2)由表中数据可知温度越高,KIO3溶解度越大,从溶液中获得晶体需要蒸发结晶;
问题2
(1)根据硫代硫酸钠与碘酸钾的关系式计算碘酸钾的物质的量,再根据质量分数公式计算碘的含量;
(2)①酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质;
②过量的碘离子易被空气氧化生成碘单质.
(1)反应中I2→KH(IO3)2,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价.KClO3→KCl、Cl2,氯元素化合价降低,还原产物为KCl、Cl2,KClO3→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价,化合价降低6价,KClO3→Cl2氯元素化合价由+5降低为0价,化合价总共降低10价,二者获得的电子数目相同,获得电子最小公倍数为30,则KCl的系数为5,Cl2的系数为3,所以化合价降低60价,故I2系数为6,根据元素守恒配平KClO3、H2O、KH(IO3)2的系数;
(2)由表中数据可知温度越高,KIO3溶解度越大,从溶液中获得晶体需要蒸发结晶;
问题2
(1)根据硫代硫酸钠与碘酸钾的关系式计算碘酸钾的物质的量,再根据质量分数公式计算碘的含量;
(2)①酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质;
②过量的碘离子易被空气氧化生成碘单质.
解答:解:(1)反应中I2→KH(IO3)2,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价.KClO3→KCl、Cl2,氯元素化合价降低,还原产物为KCl、Cl2,KClO3→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价,化合价降低6价,KClO3→Cl2氯元素化合价由+5降低为0价,化合价总共降低10价,二者获得的电子数目相同,获得电子最小公倍数为30,则KCl的系数为5,Cl2的系数为3,所以化合价降低共60价,故I2系数为6,根据氯元素守恒可知KClO3系数为11,根据碘元素守恒可知KH(IO3)2的系数为6,根据氢元素守恒可知H2O、系数为3,检查氧元素守恒,故方程式为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑,故答案为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑;
(2)由表中数据可知温度越高,KIO3溶解度越大,从溶液中获得KIO3晶体需要蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶;
(1)设碘酸钾的物质的量为x.
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①; I2+2S2O3 2-=2I-+S4 O62-②,将方程式②×3+①得
IO3-+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O
1 6
x 2.0×10-3mol/L×0.01L
x=
=
×10-5mol,根据碘原子守恒知,碘元素的质量=
×10-5mol/L×127g/mol=4.23×10-4g,所以碘元素的质量分数=
×100%=
mg/kg,
故答案为:
;
(2)①酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质,离子反应方程式为:4I-+4H++O2=2I2+2H2O,故答案为:4I-+4H++O2=2I2+2H2O;
②酸性条件下,过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘单质,导致测定结果偏大,故答案为:偏大,过量的I-会被空气中的O2氧化为I2.
(2)由表中数据可知温度越高,KIO3溶解度越大,从溶液中获得KIO3晶体需要蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶;
(1)设碘酸钾的物质的量为x.
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①; I2+2S2O3 2-=2I-+S4 O62-②,将方程式②×3+①得
IO3-+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O
1 6
x 2.0×10-3mol/L×0.01L
x=
2.0×10-3mol/L×0.01L×1 |
6 |
1 |
3 |
1 |
3 |
| ||
w |
1270 |
3W |
故答案为:
1270 |
3W |
(2)①酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质,离子反应方程式为:4I-+4H++O2=2I2+2H2O,故答案为:4I-+4H++O2=2I2+2H2O;
②酸性条件下,过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘单质,导致测定结果偏大,故答案为:偏大,过量的I-会被空气中的O2氧化为I2.
点评:本题考查了氧化还原反应方程式的配平及有关计算,计算时注意是求食盐中碘的含量不是碘酸钾的含量,为易错点.
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