题目内容

加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解.工业生产碘酸钾的流程如图:

(1)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应.用四氯化碳检验所生成的碘时,主要用到的玻璃仪器有
 

(2)从滤液中得到KIO3成品的操作为
 
,操作时除不断用玻璃棒搅拌外,还需要注意的事项有
 

(3)某探究学习小组测定加碘食盐中碘的含量,设计的实验步骤如下:
①准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
②用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;反应的方程式如下,请配平:
 
KIO3+
 
KI+
 
H2SO4
 
K2SO4+
 
I2+
 
H2O;
③生成的碘单质用Na2S2O3溶液滴定,反应的离子方程式为:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-.滴定时,选择
 
为指示剂,眼睛应该注视
 
,达到滴定终点时的现象为
 
,加入物质的量浓度为2.0×10-3mol?L-1的Na2S2O3溶液10.0mL时,恰好反应完全.
(4)该加碘食盐样品中的碘元素含量是
 
mg/kg(以含w的代数式表示).
考点:探究物质的组成或测量物质的含量,氧化还原反应方程式的配平
专题:实验题,氧化还原反应专题
分析:(1)根据实验操作可知,用四氯化碳检验碘时,需要用到萃取,则需要用到分液漏斗;
(2)由KIO3溶液得到KIO3成品,则需要蒸发结晶;根据蒸发结晶所需要的注意事项判断;
(3)②反应中I2→KH(IO32,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价.KClO3→KCl、Cl2,氯元素化合价降低,还原产物为KCl、Cl2,KClO3→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价,化合价降低6价,KClO3→Cl2氯元素化合价由+5降低为0价,化合价总共降低10价,二者获得的电子数目相同,获得电子最小公倍数为30,则KCl的系数为5,Cl2的系数为3,所以化合价降低60价,故I2系数为6,根据元素守恒配平KClO3、H2O、KH(IO32的系数;
③根据反应的离子方程式可知,第②步生成的碘单质被消耗,则可选用与碘单质显色的淀粉做指示剂;根据滴定操作注意事项回答;
(4)根据硫代硫酸钠与碘酸钾的关系式计算碘酸钾的物质的量,再根据质量分数公式计算碘的含量.
解答: 解:(1)(1)根据实验操作可知,用四氯化碳检验碘时,需要用到萃取,则需要用到分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)由KIO3溶液得到KIO3成品,则需要将溶剂蒸发掉,而得到晶体,该操作为蒸发结晶;当蒸发到较多晶体析出时,溶剂较少,为了防止形成的晶体KIO3受热分解,应停止加热,用仪器的余热蒸干溶剂,故答案为:蒸发结晶;当析出较多晶体时,应停止加热,利用余热蒸干;
(3)②反应中I2→KH(IO32,I元素化合价由0价升高为+5价,共升高10价.KClO3→KCl、Cl2,氯元素化合价降低,还原产物为KCl、Cl2,KClO3→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价,化合价降低6价,KClO3→Cl2氯元素化合价由+5降低为0价,化合价总共降低10价,二者获得的电子数目相同,获得电子最小公倍数为30,则KCl的系数为5,Cl2的系数为3,所以化合价降低60价,故I2系数为6,根据元素守恒配平KClO3、H2O、KH(IO32的系数,化学方程式可写为:1 KIO3+5 KI+3 H2SO4═3 K2SO4+3 I2+3 H2O,故答案为:1、5、3、3、3、3;
③根据反应的离子方程式可知,第②步生成的碘单质被消耗,则可选用与碘单质显色的淀粉做指示剂;滴定时,眼睛应时刻注视溶液颜色变化,防止滴定过量;滴定终点时,为了防止出现滴定不足或者滴定过量,应保持溶液半分钟内颜色不变,故答案为:
淀粉;   锥形瓶内溶液颜色的变化;当滴入最后一滴时,溶液蓝色刚好消失,且30秒内不恢复;
(4)设碘酸钾的物质的量为x.
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①;   I2+2S2O32-=2I-+S4O62-②,将方程式②×3+①得
IO3-+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O
1               6
x              2.0×10-3mol/L×0.01L
x=
2.0×10-3mol/L×0.01L
6
=
1
3
×10-5mol,根据碘原子守恒知,碘元素的质量=
1
3
×
10-5mol/L×127g/mol=
127
3
×10-5g,所以碘元素的质量分数=
127
3
×10-5
w
×100%
=
1270
3w
mg/kg,故答案为:
1270
3w
点评:考查物质组成与含量的测定、对实验原理理解、氧化还原滴定、阅读获取信息的能力等,难度较大,是对知识的综合运用,理解实验原理是解题的关键,需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力.
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