题目内容
【题目】五氧化二碘(I2O5)可用作氧化剂,除去空气中的一氧化碳,易溶于水形成碘酸,不溶于无水乙醇、乙醚、氯仿和二硫化碳。用下列装置制备五氧化二碘(加热装置及夹持装置省略)。
制备五氧化二碘的步骤如下:
步骤1:I2与KClO3按一定比例加入反应器M中,用硝酸调节pH=1~2,温度控制在80~90℃,搅拌反应1h,使反应完全。
步骤2:然后冷却至室温,析出碘酸氢钾晶体。将过滤得到的晶体加水、加热溶解,并用足量氢氧化钾溶液中和至溶液pH为10。再冷却结晶,过滤得到的晶体于118℃干燥3h,得到碘酸钾产品。
步骤3:将步骤2制得的碘酸钾酸化后得碘酸(HIO3),再将碘酸在干燥空气气流中加热到200℃失水得到五氧化二碘。
(1)五氧化二碘可除去空气中的一氧化碳,反应生成碘单质,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。
(2)仪器M的名称是___。
(3)步骤1中除了生成碘酸氢钾[KH(IO3)2]外,同时还生成氯化钾和氯气,若n(KCl):n(C12)=5:3,写出该反应的化学方程式:___,该反应中的氧化剂是___(填化学式)。
(4)反扣的漏斗N除了可以防止倒吸,还有一个作用是____,NaOH溶液的作用是___。
(5)步骤2中的主要反应为KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O,称取0.550g碘酸钾产品(假设杂质不参与反应),将产品放入烧杯中,加蒸馏水溶解,并加入足量酸化的KI溶液,配制成100mL溶液,取10.00mL配制的溶液于锥形瓶中并加入指示剂,然后用0.1mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,三次实验平均消耗标准溶液的体积为15.00mL。(已知I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)
①该滴定选择的指示剂是_____。
②该碘酸钾产品中碘酸钾的质量分数是____%(保留三位有效数字)。
③若装Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗,则所测得产品的质量分数___(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】1:5 三颈烧瓶 6I2+11KClO3+3H2O===6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑ KClO3 能增大氯气(或氯气、HNO3)与NaOH溶液的接触面积 吸收产生的氯气(或氯气、HNO3),防止污染环境 淀粉溶液 97.3 偏高
【解析】
(1)根据得失电子守恒计算氧化剂与还原剂的物质的量之比;
(2)根据装置图回答仪器M的名称;
(3)根据得失电子守恒、元素守恒配平方程式;
(4)反扣的漏斗增大氯气与氢氧化钠溶液接触面积;NaOH溶液可以吸收氯气;
(5)碘单质遇淀粉溶液变蓝;KIO3与KI发生归中反应的离子方程式是IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,结合I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可得关系式KIO3~3I2~6Na2S2O3,根据关系式计算碘酸钾的质量分数;装Na2S2O3标准溶液的滴定管没有润洗,消耗Na2S2O3溶液体积偏多。
(1)五氧化二碘除去空中一氧化碳生成碘单质,根据得失电子守恒,该反应的化学方程式为I2O5+5CO===I2+5CO2,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5。
(2)仪器M的名称是三颈烧瓶。
(3)步骤1中除了生成碘酸氢钾[KH(IO3)2]外,同时还生成氯化钾和氯气,若n(KCl):n(C12)=5:3,则化合价降低总数是,[KH(IO3)2]中I元素化合价升高5,根据得失电子守恒,[KH(IO3)2]的系数是,步骤1中反应化学方程式为6I2+11KClO3+3H2O===6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑,KClO3中氯元素化合价降低,所以KClO3是氧化剂。
(4)反扣的漏斗N除了可以防止倒吸,还有一个作用是能增大氯气(或氯气、HNO3)与NaOH溶液的接触面积;NaOH溶液的作用是吸收产生的氯气(或氯气、HNO3),防止污染环境。
(5)①碘单质遇淀粉溶液变蓝,所以该滴定选择的指示剂是淀粉溶液。
②根据关系KIO3~3I2~6Na2S2O3可知n(Na2S2O3)=0.1mol·L-1×0.015L=0.0015mol,n(Na2S2O3)=0.0015mol÷6,所以0.550g碘酸钾产品中m(KIO3)=(0.0015÷6×10×214)g=0.535g,碘酸钾的质量分数是0.535g÷0.550g×100%≈97.3%。③装Na2S2O3标准溶液的滴定管没有润洗,消耗体积偏多,所测得产品的质量分数偏高。