Question

某小组欲探究Cl₂与KI溶液的反应，设计实验装置如下图。

已知：I₂在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度显著增大，I_2(S) + I^- I₃^-_(aq) 。

容器中盛放的试剂分别为：

A．MnO₂

C．0.5000 mol/L的KI溶液

D．AgNO₃溶液

E．NaOH溶液

F．浓盐酸

完成下列填空：

（1）仪器A的名称             ，B中的试剂是_________________。

（2）当D装置中出现                   时，停止加热；E的作用是_______________。

（3）当氯气开始进入C时，C中看到的现象是____________________；不断向C中通入氯气，看到溶液颜色逐渐加深，后来出现深褐色沉淀，试运用平衡移动原理分析产生这些现象的原因___________________。

（4）持续不断地向C中通入氯气，看到C中液体逐渐澄清，最终呈无色。推测此时C中无色溶液里含碘物质的化学式_________________（此时溶液中只有一种含碘微粒）。

为确定含碘物质中碘元素的化合价，进行如下实验：

① 取反应后C中溶液5.00mL（均匀）于锥形瓶中，加入KI（过量）和足量稀硫酸。

②向上述锥形瓶中滴加淀粉指示剂，溶液变蓝，用0.6250 mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至蓝色刚好褪去，耗Na₂S₂O₃溶液24.00 mL。

已知： I₂ + 2 S₂O₃^2- → 2 I^- +  S₄O₆^2-

计算：碘元素的化合价为_______________。

（5）欲检验某溶液中是否含有I^-，可使用的试剂为氯水和淀粉溶液。合理的实验操作为_________________________________。

Answer

（1）蒸馏烧瓶（1分） 饱和食盐水（1分）

（2）白色沉淀 （1分） 吸收未反应的氯气（1分）

（3）溶液变棕黄色（1分） 被置换出来的I2在KI溶液中溶解度、较大，所以溶液颜色逐渐加深，但随着反应KI被消耗，平衡I2(S) + I- I3-(aq)向左移动，碘在水中的溶解度较小，所以部分碘以沉淀的形式析出。（2分）

（4）HIO3(或KIO3、HIO、KIO均可) （1分） +5（2分）

（5）取样，滴加淀粉溶液，振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡（2分）

【解析】

试题分析：（1）A中是制备氯气的装置，所以A是蒸馏烧瓶；B是用来除去氯气中的氯化氢气体，所以用饱和食盐水。

（2）氯气的KI溶液反应之后，剩余的氯气进入硝酸银溶液，生成氯化银白色沉淀；未反应的氯气进入氢氧化钠溶液被吸收。

（3）氯气开始进入C时，将碘离子氧化成单质碘，所以开始溶液变棕黄色；不断向C中通入氯气，看到溶液颜色逐渐加深，后来出现深褐色沉淀，因为被置换出来的I2在KI溶液中溶解度、较大，所以溶液颜色逐渐加深，但随着反应KI被消耗，平衡I2(S) + I- I3-(aq)向左移动，碘在水中的溶解度较小，所以部分碘以沉淀的形式析出。

（4）氯气过量时会将碘继续氧化成HIO3；Na2S2O3的物质的量=0.625×0.024=0.015mol，C中原I-的物质的量=0.005×0.5=0.0025mol，设被氯气氧化为x价，据反应I2 + 2 S2O32- → 2 I- + S4O62-，得反应的碘单质物质的量=0.015×1/2=0.0075mol，碘原子共0.015mol，x价碘生成的占0.0025mol，则碘离子生成的为0.015-0.0025=0.0125mol，据化合价升降相等得：0.0025x=0.0125，x=5，所以碘元素的化合价为+5价。

（5）检验某溶液中是否含有I-，取样，滴加淀粉溶液，振荡均匀后再逐滴加入氯水并振荡。

考点：考查碘及其化合物的性质