题目内容

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.
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,单质碘和氯酸钾的物质的量之比为6:11,则反应器中发生反应的化学方程式为
 

(2)参照碘酸钾的溶解度:
温度/℃ 20 40 60 80
KIO3g/100gH2O 8.08 12.6 18.3 24.8
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操作③得到碘酸钾晶体,方法是
 

已知:KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O;
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
(3)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应.用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有
 

(4)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下:
①准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
②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;
③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).
(5)学生丙又对纯净的NaCl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
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
 

根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价:
 
(填“偏高”、“偏低”或“准确”)并说明原因
 
分析:(1)反应中I2→KH(IO32,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价;单质碘和氯酸钾的物质的量之比为6:11,6mol碘单质化合价升高了60价,则11mol氯酸钾化合价降低了60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,设生成的氯气的物质的量为x、氯化钾的物质的量为y,则23x+y=11,10x+6y=60,据此计算出氯气、氯化钾的物质的量,配平反应的化学方程式;
(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;
(3)根据KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O可知,反应生成了碘单质,碘单质易溶于有机溶剂,四氯化碳不溶于水且密度大于水,据此分析用四氯化碳检验碘单质时观察到的现象;
(4)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;
(5)酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质;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(IO32,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价;单质碘和氯酸钾的物质的量之比为6:11,6mol碘单质化合价升高了60价,则11mol氯酸钾化合价降低了60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,设生成的氯气的物质的量为x、氯化钾的物质的量为y,则2x+y=11,10x+6y=60解得x=3、y=5,即反应产物氯气的化学计量数为3、氯化钾的计量数为5,所以反应的化学 方程式为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2↑,
故答案为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+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;
(3)由于碘单质易溶于四氯化碳,所以用四氯化碳检验碘单质时,混合液分层,下层为四氯化碳层,由于萃取了碘单质,下层液体的颜色为紫红色,
故答案为:液体分层,下层液体呈现紫红色;
(4)设碘酸钾的物质的量为x,根据反应KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O、I2+2S2O3 2-=2I-+S4 O62-可得关系式:KIO3~3I2~6S2O3 2-
则 KIO3~3I2~6S2O3 2-
   1           6
   x       2.0×10-3mol/L×0.01L
x=
2.0×10-3mol/L×0.01L×1
6
=
1
3
×10-5mol,根据碘原子守恒知,碘元素的质量=
1
3
×10-5mol×127g/mol=
127
3
×10-5molg,
所以碘元素的质量分数为:
127
3
×10-5×103mg
w×10-3kg
×100%=
1270
3w
mg/kg,
故答案为:
1270
3w

(5)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;
且酸性条件下,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:4I-+4H++O2→2I2+2H2O;学生乙实验结果会偏大;过量的I-会被空气中的氧气氧化为I2
点评:本题考查了碘酸钾的制备、实验操作评价以及有关计算,该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力; 该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,全面细致的思考才能得出正确的结论.
练习册系列答案
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(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:
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+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
问题2 已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O;   I2+2S2
O
2-
3
=2I-+S4
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
mg/kg(以含w的代数式表示).
(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
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
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
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.
(1)工业生产碘酸钾的流程如下:

已知步骤①反应器中发生的反应为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2↑.其中KH(IO32中I元素的化合价是
+5
+5
.碘酸钾的溶解度见表:
温度/℃ 20 40 60 80
KIO3/100gH2O 8.08 12.6 18.3 24.8
操作③得到碘酸钾晶体的方法是
降温结晶
降温结晶

(2)加碘食盐中碘元素的测定.
①已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
学生甲设计的实验步骤如下:
步骤1:准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
步骤2:用稀硫酸酸化所得食盐溶液,加入过量KI溶液充分混合;
步骤3:以淀粉为指示剂,逐滴加入2.0×10-3 mol?L-1的Na2S2O310.0mL,恰好反应完全.则食盐样品中的碘元素含量是
1270
3w
(或写成
423.33
w
1270
3w
(或写成
423.33
w
mg?kg-1(以含w的代数式表示).
②学生乙另取纯净的NaCl进行了下列实验:
实验步骤 实验操作 实验现象
步骤1 取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液. 溶液无变化
步骤2 滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1 mol?L-1KI溶液,振荡. 溶液无变化
步骤3 然后再滴入1滴1 mol?L-1的H2SO4,振荡. 溶液变蓝色
实验中产生蓝色现象的可能原因是
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
(用离子方程式表示).
③根据学生乙的实验结果,学生甲测得的食盐中碘元素的含量可能
偏高
偏高
(填“偏高”、“偏低”或“准确”).原因是
过量的I-会被空气中的氧气氧化为I2
过量的I-会被空气中的氧气氧化为I2

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,生成的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       

温度/℃

20

40

60

80

KIO3g/100g水

8.08

12.6

18.3

24.8

【问题2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O;  I2+2S2O32=2I+S4O62

(1)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有                        

(2)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙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2.0×103mol/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)。

(3)学生丙又对纯净的NaCl(不含KIO3)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

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 根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价:             

 

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