Question

碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO₃)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：

（1）碘是       （填颜色）固体物质，实验室常用          方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

（2）写出碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应的离子方程式：                   。

（3）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I₂+6KOH＝5KI+KIO₃+3H₂O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。图中的序号3应为    离子交换膜（填“阳”或“阴”）；电解时，阳极上发生反应的电极反应式为        。

（4）教材中利用KI与空气的反应来探究反应速率与温度的关系,现有1mol／L的KI溶液、0.1mol／L的H₂SO₄溶液、淀粉溶液，则实验时这几种试剂的加入顺序为：KI溶液、         、           ；反应的离子方程式为                   。

（5）已知KI＋I₂KI₃，将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？__________（填“是”或“否”），并说明理由_____________。为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_________________。

A．Na₂S₂O₃   B．AlCl₃   C．Na₂CO₃   D．NaNO₂

Answer

（1）紫黑色 升华

（2）2IO3-+2H++5H2O2＝I2+5O2↑+6H2O

（3）阴 I-+6OH--6e-＝IO3-+3H2O

（4）淀粉溶液，0.1mol/LH2SO 4溶液 4H+ +4I-+O2=2I2+2H2O

（5）否， KI3在受热（或潮湿）条件下产生I2和KI，KI被氧气氧化，I2易升华，使平衡逆向移动，导致碘元素损失。，AC，

【解析】

试题分析：（1）碘是紫黑色固体；加热条件下碘易升华，杂质不易升华，所以采用升华的方法分离碘单质；

（2）KIO3在酸性介质中与过氧化氢作用生成单质碘和氧气，+5价碘元素降低生成碘单质，-1价的氧升高生成氧气，该反应的离子反应方程式为2IO3-+2H++5H2O2＝I2+5O2↑+6H2O；

（3）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，所以溶液中的阴离子氢氧根要移向阳极，即图中的序号3应为阴离子交换膜；

（4）KI溶液在硫酸提供的酸性环境下，被氧气氧化成单质碘，碘单质遇到淀粉变蓝，通常利用此性质检验碘，从而判断反应速率的快慢，所以应先加入淀粉溶液，后加入0.1mol/LH2SO4溶液，反应的离子方程式为4H+ +4I-+O2＝2I2+2H2O；

（5）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，KI会被空气中氧气氧化，KI在潮湿空气中氧化的反应化学方程式为：4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH，根据题目告知，KI3•H2O是在低温条件下，由I2溶于KI溶液可制得。再由题给的信息：“KI+I2KI3”，可知KI3在常温下不稳定性，低温条件下易分解为KI和I2，KI又易被空气中的氧气氧化，I2易升华，所以KI3•H2O作为食盐加碘剂是不合适的；提高加碘盐（添加KI）的稳定性，主要是防止I-被氧化，根据题给信息“还原性：S2O32-＞I-”和氧化还原反应的强弱规律，可以选Na2S2O3作稳定剂；又由题给信息“3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O”，可知I2与OH-会发生反应生成IO3-和5I-，而Na2CO3水解呈碱性，因而也可以用Na2CO3作稳定剂，防止加碘盐（添加KI）在潮湿环境下被氧气氧化.至于AlCl3，水解后呈酸性，且还原性I-＞Cl-，所不能作稳定剂；NaNO2当遇强还原性物质时能表现出氧化性，则NaNO2与KI能发生氧化还原反应为2NO2-+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O，所以不能作稳定剂。

【考点定位】本题主要是考查了碘的物理性质、电解原理、碘离子的检验等性质

【名师点晴】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是答题的关键。该题的难点是（5），答题时注意从物质的性质，主要是水解以及氧化性和还原性的角度分析。关于电极反应式的书写，注意明确正负极的判断依据、离子的移动方向以及电极反应式的书写，特别是电极反应式的书写要结合具体的题干信息，例如溶液的酸碱性、是否有交换膜等灵活应用。