Question

KIO₃是一种无色易溶于水的晶体，医药上可作防治地方甲状腺肿的药剂，目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘废水制取碘酸钾的工艺如下：

(1) 检验“含碘废水”中含有的单质I₂，常用的试剂是________。

(2) 进行“过滤1”时，需同时对CuI沉淀进行洗涤。在洗涤过滤滤液中可通过滴加________盐溶液来检验其是否已洗涤干净。

(3) “滤渣2”的成分为____________(填化学式)。

(4) “制KI”时，发生反应的化学方程式为____________。

(5) 江苏食用加碘盐新标准是每千克食盐中碘元素含量为25毫克(波动范围为18～33 mg/kg)。测定食盐试样中碘元素含量的步骤如下：称取4.000 g市售食盐加入锥形瓶中，依次加入适量的水、稍过量KI及稀硫酸；充分反应后，再加入12.00 mL 6.000×10^－4 mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液，与生成的碘恰好完全反应。有关反应原理为：

KIO₃＋5KI＋3H₂SO₄===3K₂SO₄＋3I₂＋3H₂O；　I₂＋2S₂O===2I^－＋S₄O。

①计算该食盐试样中碘元素的含量(单位mg/kg，写出计算过程)。

_______

②该食盐试样是否符合江苏食用加碘盐新标准并说明判断依据。

_______

Answer

淀粉溶液BaCl2[或Ba(NO3)2]Cu(或Cu和Fe)K2CO3＋FeI2===FeCO3↓＋2KIKIO3～6Na2S2O3

n(I)＝n(KIO3)＝n(Na2S2O3)＝×6.000×10－4 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1

＝1.200×10－6 mol

m(I)＝1.200×10－6 mol×127 g·mol－1×103 mg·g－1＝0.152 4 mg

碘含量为：＝38.10 mg/kg不符合新标准。因为38.10 mg/kg不在18～33 mg/kg范围内

【解析】试题分析：本题以碘酸钾的制备为载体，考查考生对化学实验基础知识的掌握情况、简单化工工艺的理解和简单定量实验的分析能力。

解析：流程中第一步是还原I2单质生成CuI，反应同时生成硫酸盐；过滤分离后用沉淀CuI与Fe反应制备FeI2；再将FeI2与K2CO3反应制取KIO3，经分离得到产品。

（1）因为I2遇淀粉后溶液变成蓝色，因此检验I2常用淀粉。答案：淀粉。（2）“过滤1”操作之前溶液中主要含有硫酸盐，所以只要洗涤滤液中没有SO42-就表示沉淀已经洗涤干净，检验SO42-离子常用的试剂是BaCl2溶液等可溶性钡盐溶液和稀硝酸(或稀盐酸)，滴加的盐溶液应当是BaCl2或Ba(NO3)2等。正确答案：BaCl2或Ba(NO3)2。（3）2CuI+Fe=FeI2+2Cu，所以“过滤2”得到的“滤渣2”是Cu和Fe的混合物，也有可能Fe恰好完全反应时“滤渣2”只含有Cu。正确答案：“Cu和Fe”或“Cu”。（4）“制取KI”的原料是K2CO3和FeI2，反应生成KI时，另一产物是FeCO3，根据离子反应发生的条件，由于该反应明显没有得到难电离产物、气体，也不是氧化还原反应，所以一定有沉淀产生，因此FeCO3是一种不溶于水的产物。正确答案：K2CO3＋FeI2=FeCO3↓＋2KI 。（5）根据题目提供的反应原理可得KIO3→6Na2S2O3，n(KIO3)=×n（Na2S2O3）=×6.000×10-4mol/L×0.01200L=1.2×10-6mol，碘元素含量为：=0.0381g/kg=38.1mg/kg。答案：①结果38.1mg/kg；②38.1mg/kg>33mg/kg，所以该食盐试样不符合标准。

点睛：实验过程的分析是实验题填空的关键，因此解题前需要对实验过程进行梳理，了解实验过程中主要的物质变化，为实验填空做好准备工作。