Question

碘元素的单质和化合物在现实生产生活中应用广泛．（提示：问题（2）更简单一些）
（1）碘化钾（KI）是常用的还原剂．某研究性学习小组利用碘酸钾（KIO₃）测定碘化钾的浓度．在10.00mL的KI溶液中逐滴滴入用硫酸酸化的KIO₃溶液，溶液颜色不再变化后，用Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂（使用淀粉做指示剂），消耗0.2000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液30.00mL．
滴定过程发生的离子方程式如下：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
①写出本实验中碘酸钾和碘化钾反应的化学方程式（提示：硫酸也参与反应）

 

②Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂（使用淀粉做指示剂），滴定终点如何判断：

 

③测定的KI溶液浓度是

 

mol?L^-1
（2）探究酸性KIO₃溶液的与KI溶液反应中KIO₃浓度和温度对反应速率的影响，生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率．
某同学设计实验如下表所示：

	0.01mol?L-1KIO3酸性溶液的体积/mL	0.01mol?L-1KI溶液的体积/mL	H2O的体积 /mL	实验温度/℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	5	5	25	t1
实验2	4	5	V1	25	t2
实验3	5	5	5	35	t3

①由小到大比较t₁、t₂、t₃的大小

 

；表中V₁=

 

mL；
②用Na₂S₂O₃标准溶液滴定生成的I₂，应该选用

 

式滴定管．滴定前排气泡时，应选用下图中的

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）①根据题干信息可知，碘化钾与碘酸钾在酸性条件下反应生成碘单质，据此写出反应的化学方程式；
②反应结束前溶液为蓝色，反应结束后溶液变成无色，据此判断滴定终点；
③根据反应方程式找出碘化钾与硫代硫酸根离子的关系式，然后根据硫代硫酸根离子的物质的量计算出碘化钾的物质的量，再根据c=

n

V

计算出该碘化钾的物质的量浓度；
（2）①温度对反应速率影响最大，其次浓度越大，反应速率越快，据此判断t₁、t₂、t₃的大小；实验过程中溶液总体积必须完全相同，据此判断V₁；
②硫代硫酸镁溶液为碱性溶液，应该使用碱式滴定管，碱式滴定管中排气泡的方法：把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲，再排气泡．

解答： 解：（1）①本实验中碘酸钾和碘化钾、稀硫酸反应生成碘单质、硫酸钾和水，反应的化学方程式为：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3I₂+3H₂O+3K₂SO₄ ，
故答案为：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3I₂+3H₂O+3K₂SO₄ ；
②用Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂（使用淀粉做指示剂），反应结束前溶液为蓝色，当反应结束时碘单质消失，溶液变成无色，则滴定终点为：当滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液，溶液恰好由蓝色变为无色且半分钟内不变色即为滴定终点，
故答案为：当滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液，溶液恰好由蓝色变为无色且半分钟内不变色即为滴定终点；
③0.2000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液30.00mL中含有硫代硫酸钠的物质的量为：0.2000mol/L×0.03L=0.006mol，
根据反应2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-、KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3I₂+3H₂O+3K₂SO₄ 可得关系式：5KI～3I₂～6S₂O₃^2-，则消耗0.006mol硫代硫酸根离子时，参加反应的碘化钾的物质的量为：0.006mol×

5

6

=0.005mol，
所以该碘化钾溶液的浓度为：

0.005mol

0.01L

=0.5000mol/L，
故答案为：0.5000；
（2）实验3中反应温度最高，该反应速率最快，则反应时间t₃最小，实验1和实验2的温度相同，由于实验1中碘酸钾溶液浓度大于实验2，实验1的反应速率大于实验2，则实验1的反应时间小于实验2，所以反应时间大小为：t₃＜t₁＜t₂；
对比实验中溶液总体积必须相等，结合实验1、3可知，混合液总体积为：5mL×3=15mL，则V₁=15mL-5mL-4mL=6mL，
故答案为：t₃＜t₁＜t₂；6；
②Na₂S₂O₃溶液为碱性溶液，应该使用碱式滴定管，碱式滴定管中排气泡的方法为：把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲，再排气泡，所以排除碱式滴定管中的空气用③的方法；
故答案为：碱；③．

点评：本题考查了探究物质组成的方法、影响化学反应速率的因素及其应用，题目难度中等，明确探究原理为解答关键，注意明确关系式法在化学计算中的应用，试题培养了学生灵活应用基础知识的能力．