Question

某化学兴趣小组对加碘食盐中的KIO₃进行研究，它是一种白色粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解．在酸性条件下KIO₃是一种较强的氧化剂，与HI、H₂O₂等作用，被还原为碘单质．
（1）学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量，步骤如下：
a．称取w g加碘盐，加适量蒸馏水溶解；     
b．用稀硫酸酸化，再加入过量KI溶液；
c．以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为1.00×10^-3mol?L^-1的 Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定时的反应方程式：
I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．操作b涉及的主要反应的离子方程式为

 

；滴定时，Na₂S₂O₃溶液应放在

 

（填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”），滴定至终点时消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其终点颜色变化为

 

；加碘食盐样品中的碘元素含量是

 

 mg?kg^-1（以含w的代数式表示）．
（2）学生乙对纯净的NaCl（不含KIO₃）进行了下列实验：

顺序	步骤	实验现象
①	取少量纯净的NaCl，加蒸馏水溶解	溶液无变化
②	滴入淀粉KI溶液，振荡	溶液无变化
③	放置片刻，再滴加稀H2SO4，振荡	溶液变蓝色

请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因是（用离子方程式表示）：

 

．由学生乙的实验结果推知，学生甲的实验结果将

 

（填“偏大、偏小或无影响”）．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）依据碘酸根氧化碘离子发生氧化还原反应书写离子方程式；依据盐类水解分析判断，Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐；碘单质遇淀粉显蓝色，当碘单质消耗，蓝色褪去；根据反应找出反应关系式，然后根据题中数据计算出加碘食盐样品中的碘元素含量；
（2）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，导致测定结果偏大．

解答： 解：（1）用稀硫酸酸化，再加入过量KI溶液，在酸性条件下碘酸根氧化碘离子生成碘单质，所以离子方程式为：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐，因为硫代硫酸根离子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱碱性，所以滴定时Na₂S₂O₃溶液应放在碱性滴定管中；b中生成I₂，c中使用淀粉作为指示剂，加入淀粉，溶液呈蓝色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反应完毕，溶液蓝色褪色，滴定终点现象为：蓝色变无色，且保持半分钟不变色；
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物质的量为1.00×10^-3mol/L×0.02L=2.00×10^-5mol，根据IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，则：
IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
1           6
xmol     2.00×10^-5mol
所以x=

2.00×10 -5mol

6

故加碘食盐样品中的碘元素的质量是

2.00×10 -5mol

6

×127g/mol×10³mg/g=

127×10 -2

3

mg，所以加碘食盐样品中的碘元素含量为

127×10 -2 3 mg

W×10 -3kg

=

1270

3w

mg/kg，
故答案为：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；碱式滴定管；蓝色变无色，且保持半分钟不变色；

1270

3w

；
（2）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，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；偏大．

点评：本题考查了氧化还原反应方程式的配平及有关计算，计算时注意是求食盐中碘的含量不是碘酸钾的含量，为易错点．