题目内容

10．我国市售加碘食盐中含有碘酸钾．已知碘酸钾在酸性条件下是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应．工业生产碘酸钾的流程如下：

请回答下列问题：
（1）已知反应室Ⅰ发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请写出该反应的化学方程式：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑．
（2）反应室Ⅰ需加热煮沸，其目的是：①加快反应速率，使反应物充分反应：②除去反应生成的氯气，有利于反应正反应方向进行
（请从化学平衡角度解释）．
（3）已知几种物质的溶解度见下表：
KClKH（IO3）2KClO3
溶解度g/100g水（25℃）20.80.87.5
溶解度g/100g水（80℃）37.112.416.2
由上表数据分析可知，操作Ⅰ的名称为冷却结晶、过滤．
（4）在反应室Ⅱ中加入KOH调节溶液的pH=10，其目的是使KH（IO3）2转化为KIO3．
（5）甲同学欲测定成品中碘酸钾的含量，设计了如下实验：
①准确称取1g样品，加适量蒸馏水使其完全溶解；
②用稀硫酸酸化上述所得溶液，加入过量KI溶液，充分搅拌；
③以淀粉为指示剂，逐滴加入2.0mol•L-1的Na2S2O3溶液，当蓝色刚好褪去时，消耗Na2S2O3溶液12.00mL，则成品中KIO3的质量分数为85.6%（列式计算，结果保留三位有效数字）
（已知：KIO3+5KI+3H2SO4═3K2SO4+3I2+3H2O，I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6）．
（6）乙同学又对纯净的NaCl（不含KIO3）进行了下列实验：
操作步骤实验现象
取1g纯净的NaCl，加3mL水配成溶液．溶液无变化
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液，振荡．溶液无变化
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4，振荡．溶液变蓝色
①请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示4I-+4H++O2=2I2+2H2O．
②根据乙同学的实验结果推测，甲同学的实验结果会偏大（填“偏大”，“偏小”或“无影响”）．

分析 （1）反应中I2→KH（IO3）2，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（IO3）2的系数；
（2）加热煮沸加快反应速率，除去生成的氯气，平衡正向进行；
（3）表数据分析可知KH（IO3）2在常温下溶解度小；
（4）KH（IO3）2在碱性条件下可以转化成KHIO3，根据物质的溶解度可以确定溶液获得晶体的方法；
（5）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酸钾的含量；
（6）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．

解答 解：（1）反应中I2→KH（IO3）2，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，所以化合价降低共60价，故I2系数为6，根据氯元素守恒可知KClO3系数为11，根据碘元素守恒可知KH（IO3）2的系数为6，根据氢元素守恒可知H2O、系数为3，检查氧元素守恒，故方程式为：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑，
故答案为：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑；
（2）反应室Ⅰ需加热煮沸，其目的是：①加快反应速率，使反应物充分反应除去反应生成的氯气，有利于反应正反应方向进行，
故答案为：除去反应生成的氯气，有利于反应正反应方向进行；
（3）表数据分析可知KH（IO3）2在常温下溶解度小，操作Ⅰ是得到KH（IO3）2晶体，操作的名称为：冷却结晶，过滤得到晶体，
故答案为：冷却结晶，过滤；
（4）KH（IO3）2在碱性条件下可以转化成KHIO3，所以步骤②中调节pH=10的目的是使KH（IO3）2转化为KIO3，由于KIO3的溶解度受温度的影响较大且分解温度较高，所以采取蒸发结晶的方法，
故答案为：使KH（IO3）2转化为KIO3；
（5）设碘酸钾的物质的量为x．
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①；   I2+2S2O3 2-=2I-+S4 O62-②，将方程式②×3+①得
IO3+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O
1               6
x              2.0mol/L×0.012L
x=0.004mol，碘酸钾的质量=0.004mol×214g/mol=0.856g，所以碘酸钾的质量分数=$\frac{0.856g}{1g}$×100%=85.6%，
故答案为：85.6%；
（6）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；
且酸性条件下，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 本题是一道物质分离和提纯以及中和滴定知识的综合实验题，要求学生具有知识迁移和应用的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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18．能够获得碳骨架信息的测试方法是（　　）
A．燃烧法B．质谱法C．红外光谱法D．核磁共振氢谱法
1．工业上用乙烯和氯气为原料合成聚氯乙烯（PVC）．已知次氯酸能跟乙烯发生加成反应：CH2=CH2+HClO→CH2（OH）CH2Cl．以乙烯为原料制取PVC等产品的转化关系如图所示．

试回答下列问题：
（1）写出有机物B和G的结构简式：BCH2=CHCl，G；
（2）②、⑤、⑦的反应类型分别是消去反应，加成反应，氧化反应；
（3）写出D的一种同分异构体的结构简式HCOOCH3、CH2（OH）CHO（任写一种）；
（4）写出反应⑥的化学方程式2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O；
（5）E的核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比为：1：2：3（由小到大）．
（6）写出C与D按物质的量之比为1：2反应生成H的化学方程式：CH2OHCH2OH+2CH3COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O．
18．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol•L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol•L-1的NaOH溶液中，如图所示．
（1）写出甲中正极的电极反应式2H++2e-═H2↑．
（2）乙中总反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出Mg活动性更强，而乙会判断出Al活动性更强．（填写元素符号）
（4）由此实验得出的下列结论中，正确的有AD．
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，应具体问题具体分析．
5．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是（　　）
A．溶液中，SO42-朝Y极移动
B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X＞Y
15．下列叙述中正确的是（　　）
A．液态HBr不导电，因此HBr是非电解质
B．强电解质溶液的导电性不一定很强
C．NH3的水溶液能导电，因此NH3是电解质
D．强电解质在液态时一定能导电
2．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下

依据图，完成下列填空
（1）电解过程中，所发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；与电源负极相连的电极附近，产生的物质是NaOH、H2
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程中发生反应的方程式是（书写方程时物质请用氯化钙、氯化镁表示）MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg（OH）2↓，CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
（3）如果粗盐中硫酸根离子含量较高，必须添加钡试剂除去硫酸根离子，该 钡试剂可以是AC（选填ABC）
A、Ba（OH）2   B、Ba（NO3）2C、BaCl2．
19．某无色澄清透明的溶液中可能含有下列离子：K+、Cu2+、Ba2+、Al3+、NH4+、Mg2+、Cl-、CO32-、SO42-现做以下实验：①将溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸呈红色；②取少量溶液，加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀；③将②中的沉淀过滤．向滤液中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀；④另取该溶液，逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，无气体产生，观察到有白色沉淀生成，且沉淀部分溶解．由此可以推断：
（1）溶液中肯定存在的离子有：SO42-、Al3+、Mg2+ （填离子符号，错选扣分，下同）
（2）溶液中肯定不存在的离子有：Ba2+、CO32-、Cu2+、NH4+．
（3）溶液中不能确定是否存在的离子有：K+、Cl-
（4）写出②中发生反应的离子反应方程式：Ba2++SO42-=BaSO4↓．
20．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．过氧化钠和水反应：2Na2O2+2 H2O=4Na++4OH-+O2↑
B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3+2 OH-=2AlO2-+H2↑
C．氢氧化钡溶液滴入稀硫酸中：Ba2++OH一+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
D．二氧化碳通入足量氢氧化钠溶液：CO2+OH-=HCO3-

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