Question

10．食盐加碘剂的主要成份是碘酸钾（KIO₃）．工业上可用碘为原料通过电解制备碘酸钾．
【实验一】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质后的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：

（1）写出步骤②的离子方程式2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-．
（2）上述生产流程中，可以利用的副产物是Ag．
（3）分离I₂和丁的方法是萃取．
【实验二】电解制取KIO₃，电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I₂+6KOH═5KI+KIO₃+3H₂O，将该溶液加入阳极区．另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却．
（4）电解时，阳极上发生反应的电极反应式为2I^--2e^-=I₂ 或I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；电解过程中阴极附近溶液pH变大（填“变大”、“变小”或“不变”）．
【实验三】电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

（5）步骤②的操作名称冷却结晶，步骤④洗涤晶体的目的是洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质．

Answer 1

分析 实验一：富碘卤水中含有I^-，加入硝酸银发生：Ag⁺+I^-═AgI↓，过滤水洗后的甲为AgI，加入Fe搅拌，可得Ag和FeI₂，向其中通Cl₂，发生2FeI₂+3Cl₂═2I₂+2FeCl₃，由于加入的Fe过量，所以先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸与Ag反应制得AgNO₃溶液．分离I₂和FeCl₃溶液方法是加入苯、汽油、CCl₄等有机溶剂进行萃取，以此解答该题；
实验二：阳极附近的阴离子有碘离子、碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失电子生成IO₃^-，阴极上氢离子放电生成氢气；
实验三：从热溶液中析出晶体的方法是冷却结晶；洗涤后的晶体要进行干燥；洗涤晶体的目的：洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质．

解答 解：（1）FeI₂具有还原性，与充足的氯气发生氧化还原反应生成I₂和FeCl₃，反应的离子方程式为2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-；
（2）由流程图可看出，副产物为Ag，由于加入的Fe过量，所以先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸与Ag反应制得AgNO₃溶液，
故答案为：Ag；
（3）丁为FeCl₃，分离I₂和FeCl₃溶液方法是加入苯、汽油、CCl₄等有机溶剂进行萃取，
故答案为：萃取；
（4）阳极附近的阴离子有碘离子、碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失电子生成IO₃^-，电极方程式为I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极现象：有气泡产生，破坏水的电离平衡正向进行，溶液中氢氧根离子浓度增大，PH增大；
故答案为：2I^--2e^-=I₂ 或I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；变大；
（5）从热溶液中析出晶体的方法是：冷却结晶；洗涤后的晶体有水分，所以要进行干燥；过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤．
故答案为：冷却结晶；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质．

点评 本题考查了碘的物理性质、电解原理、碘离子的检验等性质，难度不大，明确酸性条件下碘离子和碘酸根离子能生成碘单质，碱性条件下，碘能和氢氧根离子生成碘离子和碘酸根离子．