Question

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：                           。

（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              （请从化学平衡角度解释）。

（3）已知几种物质的溶解度见下表：

	KCl	KH(IO3)2	KClO3
溶解度g/100 g水(25 ℃)	20.8	0.8	7.5
溶解度g/100 g水(80 ℃)	37.1	12.4	16.2

由上表数据分析可知，操作Ⅰ的名称为            、            。

（4）在反应室Ⅱ中加入KOH调节溶液的pH＝10，其目的是                        。

（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1 g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2.0 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液，当蓝色刚好褪去时，消耗Na₂S₂O₃溶液12.00 mL，则成品中KIO₃的质量分数为                 （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            。

②根据乙同学的实验结果推测，甲同学的实验结果会            (填“偏大”，“偏小”或“无影响”)。

Answer

（1）6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑；

（2）除去反应生成的氯气，有利于反应向正方向进行；

（3）冷却结晶，过滤；

（4）使KH（IO3）2转化为KIO3；

（5）85.6%；

（6）①4I-+4H++O2=2I2+2H2O；②偏大。

【解析】

试题分析：（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：②除去反应生成的氯气，有利于反应向正方向进行，故答案为：除去反应生成的氯气，有利于反应向正方向进行；

（3）从溶液中得到晶体，需要冷却结晶，然后过滤，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，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 2.0×10-3mol/L×0.012L

x==4×10−6mol，根据碘原子守恒知，

碘酸钾的质量=4×10−6mol×214g/mol=856×10-6g，

所以碘元素的质量分数=×100%=85.6%，故答案为：85.6%；

（6）①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，故答案为：4I-+4H++O2=2I2+2H2O；②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：偏大。

考点：考查了物质含量的测定实验方案的设计、氧化还原反应方程式的配平及有关计算的相关知识。