Question

食盐加碘剂的主要成份是碘酸钾（KIO₃）。工业上可用碘为原料通过电解制备碘酸钾。

【实验一】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质后的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：

（1）写出步骤②的离子方程式                            。

（2）上述生产流程中，可以利用的副产物是                。

（3）分离I₂和丁的方法是                  。

【实验二】电解制取KIO₃，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。

（4）电解时，阳极上发生反应的电极反应式为             ；电解过程中阴极附近溶液pH________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【实验三】电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

（5）步骤②的操作名称           ，步骤④洗涤晶体的目的是              。

Answer

（1）2Fe2＋＋4I－＋3Cl2＝2Fe3＋＋2I2＋6Cl－；

（2）Ag（或Ag、FeCl3）；（3）萃取；

（4）I－＋6OH－－6e－＝IO3－ ＋3H2O （或2I－－2e－＝I2）；变大

（5）冷却结晶；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

【解析】

试题分析：（1）碘化亚铁具有还原性，与充足的氯气反应生成碘和氯化铁，离子方程式为：2Fe2＋＋4I－＋3Cl2＝2Fe3＋＋2I2＋6Cl－；（2）从流程图分析，副产物为银，由于加入的铁过量，所以先加入稀硫酸除去铁，再加入稀硝酸与银反应制得硝酸银溶液。（3）丁为氯化铁，分离碘单质和氯化铁溶液的方法为萃取，加入苯或汽油或四氯化碳等有机溶剂。（4）阳极附近的阴离子有碘离子，碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式为I－＋6OH－－6e－＝ IO3－ ＋3H2O （或2I－－2e－＝I2）；阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极附近破坏水的电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH 变大。（5）从热溶液中国析出晶体的方法是冷却结晶；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质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤。

考点： 海水资源的综合利用，电解原理