题目内容

碘酸钾(KlO3)晶体是我国规定的食盐加碘剂.它 通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制 得:3I2+6K0H=5KI+KI03+3H20,再将 KI 和 KIO3 的混 合溶液电解,将其中的I-转化为IO-3,装置如图.
(1)在反应3I2+6K0H=5KI+KI03+3H20中,氧化剂和还原 剂的物质的量之比为
5:1
5:1
.
(2)电解前,将KI和KI03混合溶液加入阳极区;将氢氧 化钾溶液加入阴极区.电解槽用水冷却.电解时,阳极上的电极反应
I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O
I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O
;阴极上得到的气体产物为
H2
H2

(3)某同学查资料获知:KIO1在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘,该反应的离子反应方程式为
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
,为确定电解是否完成,需检验阳极区电解液中是否含有I-,
该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验,它仪器及用品自选,请完成其方案:
实验操作 现象及结论
(4)电解完毕,从电解液中得到KIO3、晶体的过程为

步骤①的操作名称
蒸发浓缩
蒸发浓缩
,步骤④中洗涤晶体的目的
洗去吸附在碘酸钾晶体表面的氢氧化钾等杂志
洗去吸附在碘酸钾晶体表面的氢氧化钾等杂志
.
分析:(1)标注元素化合价,化合价升高的做还原剂,化合价降低的做氧化剂,阳极电子守恒计算得到;
(2)电解时,阳极上发生氧化反应,碘离子向阳极移动,在阳极上失去电子生成碘酸根离子;
(3)酸性条件下,碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,根据溶液是否变蓝判断是否含有碘离子;
(4)从热溶液中析出晶体的方法是冷却结晶;洗涤后的晶体要进行干燥;洗涤晶体的目的:洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质.
解答:解:(1)3I2+6K0H=5KI+KI03+3H20,反应中碘元素化合价从0价变化为-1价和+5价,化合价降低的做氧化剂
5
2
I2~5KI~5e-,化合价升高的做还原剂,
1
2
I2~KI03~5e-,氧化剂和还原剂的物质的量之比为为5:1,故答案为:5:1;
(2)电解时,阳极上发生氧化反应,碘离子向阳极移动,在阳极上失去电子生成碘酸根离子,电极反应式为I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应2H++2e-=H2↑所以阴极现象:有气泡产生,故答案为:I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O;H2;
(3)KIO1在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘,是+5价碘元素和-1价碘元素发生的归中反应,该反应的离子反应方程式为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;电解后的溶液区含有碘酸根离子,酸性条件下,碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质,淀粉溶液遇碘变蓝色,所以实验方法是:取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液,观察是否变蓝;如果阳极区含有碘离子,加入稀硫酸后就有碘单质生成,淀粉溶液就会变蓝色,否则不变色,
故答案为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
实验操作:取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后,加入几滴淀粉溶液,观察是否变蓝;
现象及其结论:若不变蓝,说明没有I-,若变蓝说明含有I-;
(4)从电解溶液中析出晶体的方法是:蒸发浓缩,冷却结晶;洗涤后的晶体有水分,所以要进行干燥;过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂志,为得到较纯净的碘酸钾晶体,所以要进行洗涤,故答案为:蒸发浓缩;洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质.
点评:本题考查了碘的物理性质、电解原理、碘离子的检验等性质,难度不大,明确酸性条件下碘离子和碘酸根离子能生成碘单质,碱性条件下,碘能和氢氧根离子生成碘离子和碘酸根离子.
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