Question

17．碘酸钾作为食盐-碘添加剂，而碘化钾则是化工生产中一种重要原料．还原法生产碘化钾是由碘与氢氧化钾反应生成碘酸钾后，用甲酸还原而得，其主要流程如图

请回答下列问题：
（1）判断“合成”过程中，碘是否已完全反应的方法是取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应，反之则未完全反应．
（2）实验室中，过滤操作要求“一贴二低三靠”，其中“三靠”是指盛有被过滤液体的烧杯注液口紧靠玻璃棒、玻璃棒下端紧靠三层滤纸处、漏斗下端尖口紧靠烧杯内壁．操作a 包括“蒸发浓缩、冷却结晶”是依据KI具有何种性质：碘化钾在水中的溶解度随温度的影响较大．
（3）．写出“合成”过程中，HCOOH参与的离子反应方程式：3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑．
（4）．测定产品中KI含量的方法是：
a．称取3.340g样品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入足量KIO₃，用少量稀硫酸酸化所，使KIO₃与KI反应完全；
c．以淀粉为指示剂，用0.2400mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗溶液体积平均值为10.00mL．
已知：IO₃^-+I^-+H⁺=I₂+H₂O（未配平），I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-．
①测定过程所需仪器在使用前必须检查是否漏液的有250mL容量瓶、滴定管．
②该样品中KI的质量分数为99.4%．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 由碘与氢氧化钾反应生成碘酸钾后，用甲酸还原碘酸钾生成KI和二氧化碳气体，调节溶液pH过滤除去杂质，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、分离、干燥可得到碘化钾，
（1）可用淀粉检验碘是否完全反应；
（2）过滤时，盛有被过滤液体的烧杯注液口紧靠玻璃棒、玻璃棒下端紧靠三层滤纸处、漏斗下端尖口紧靠烧杯内壁；操作a 包括“蒸发浓缩、冷却结晶”，说明KI的
溶解度随温度的影响较大；
（3）由题意可知甲酸还原碘酸钾生成KI和二氧化碳气体，同时生成水；
（4）①测定产品中KI含量使用容量瓶和滴定管，使用前必须检查是否漏水；
②KIO₃与KI反应完全的化学方程式为IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，反应的关系式为5I^-～3I₂～6S₂O₃^2-，结合关系式法计算．

解答 解：由碘与氢氧化钾反应生成碘酸钾后，用甲酸还原碘酸钾生成KI和二氧化碳气体，调节溶液pH过滤除去杂质，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、分离、干燥可得到碘化钾，
（1）可用淀粉检验碘是否完全反应，操作方法为取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应；反之，则未完全反应，
故答案为：取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应，反之则未完全反应；
（2）过滤时，盛有被过滤液体的烧杯注液口紧靠玻璃棒、玻璃棒下端紧靠三层滤纸处、漏斗下端尖口紧靠烧杯内壁；操作a 包括“蒸发浓缩、冷却结晶”，说明KI的
溶解度随温度的影响较大，
故答案为：玻璃棒下端紧靠三层滤纸处；碘化钾在水中的溶解度随温度的影响较大；
（3）甲酸还原碘酸钾生成KI和二氧化碳气体，同时生成水，反应的离子方程式为3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑，
故答案为：3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑；
（4）①测定产品中KI含量使用容量瓶和滴定管，使用前必须检查是否漏水，
故答案为：250mL容量瓶、滴定管；
②KIO₃与KI反应完全的化学方程式为IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
反应的关系式为5I^-～3I₂～6S₂O₃^2-，n（Na₂S₂O₃）=0.2400mol/L×0.01L=2.4×10^-3mol，
由关系式可知n（KI）=2.4×10^-3mol×$\frac{5}{6}$=2×10^-3mol，
则3.340g样品中含有KI的质量为2×10^-3mol×$\frac{250}{25}$×166g/mol=3.32g，
则样品中KI的质量分数为$\frac{3.32}{3.34}$×100%=99.4%，
故答案为：99.4%．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯以及含量的测定等知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，题目难度中等，本题注意从质量守恒的角度利用关系式法计算纯度．