Question

碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO₃曾先后用于加碘盐中。
(1)工业上可以通过铁屑法生产KI，其工艺流程如下：

①反应Ⅰ生成铁与碘的化合物，若该化合物中铁元素与碘元素的质量比为21∶127，则加入足量碳酸钾时，反应Ⅱ的化学方程式为____________________。
②操作A包括__________________；用冰水洗涤的目的是__________________。
(2)KIO₃可以通过H₂O₂氧化I₂先制得HIO₃，然后再用KOH中和的方法进行生产。
①烹饪时，含KIO₃的食盐常在出锅前加入，其原因是_____________________________
②若制得1 284 kg KIO₃固体，理论上至少需消耗质量分数为30%的双氧水________ kg。
③KIO₃还可通过下图所示原理进行制备。电解时总反应的离子方程式为____________。若忽略溶液体积的变化，则电解结束后阴极区的pH与电解前相比________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

(1)①Fe₃I₈＋4K₂CO₃=Fe₃O₄＋8KI＋4CO₂↑
②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤　洗涤除去表面可溶性杂质的同时减少KI的溶解损失
(2)①在较高温度下KIO₃易分解　②1 700
③I^－＋3H₂OIO₃^—＋3H₂↑　不变

(1)①中n(Fe)/n(I)＝3/8，该化合物为Fe₃I₈，和K₂CO₃反应的化学方程式为Fe₃I₈＋4K₂CO₃=Fe₃O₄＋8KI＋4CO₂↑(用质量守恒法配平，可假设Fe₃I₈的系数为1)
②操作A为了结晶出KI，所以应采取蒸发浓缩、冷却结晶，过滤的方法。因为温度高时，KI会溶解，所以应用冰水洗涤沉淀。
(2)①KIO₃高温时会分解，所以加碘盐常在出锅前加入。
②根据电子守恒得：
x·2＝×5
x＝15×10³ mol
需要30% H₂O₂的质量为＝1.7×10⁶ g，即1 700 kg。
③电解时，阴极反应式为6H₂O＋6e^－=3H₂↑＋6OH^－，
阳极反应式为I^－－6e^－＋6OH^－=IO₃^—＋3H₂O，
两式相加得：
I^－＋3H₂OIO₃^—＋3H₂↑。
由于在阴极区生成的OH^－通过阴离子交换膜移到阳极区，所以电解结束后阴极区的pH与电解前相比不变。