Question

碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防治碘缺乏病,KI、KIO₃曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等,其制备原理如下:

反应I : 3I₂+ 6KOH== KIO₃ +5KI+ 3H₂O

反应II: 3H₂S+KIO₃=3S↓+KI+ 3H₂O

请回答有关问题。

(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为_______。装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_________。

(2)关闭启普发生器活塞,先滴入30%的KOH溶液.待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为______(填现象) ,停止滴人KOH溶液;然后______(填操作),待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。

(3)滴入硫酸溶液,并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热,其目的是_____________。

(4)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还含有硫酸钡和___________(填名称)。合并滤液和洗涤液,蒸发至析出结晶，干燥得成品。

(5)实验室模拟工业制备KIO₃流程如下:

几种物质的溶解度见下表:

①由上表数据分析可知，“操作a”为__________________。

②用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO₃,与电解法相比，上述流程制备KIO₃的缺点是____________。

(6)某同学测定.上述流程生产的KIO₃样品的纯度。

取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化，再加入过量的KI和少量的淀粉溶液，逐滴滴加2.0 mol●L^-1 Na₂S₂O₃ 溶液,恰好完全反应时共消耗12. 60 mL Na₂S₂O₃溶液。该样品中KIO₃的质量分数为_______(已知反应:I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆)。

Answer

ZnS+H2SO4===H2S↑+ZnSO4 恒压滴液漏斗 无色 打开启普发生器活塞，通入气体 使溶液酸化并加热，有利于溶液中剩余的硫化氢逸出，从而除去硫化氢 硫 蒸发浓缩、冷却结晶(或重结晶) KClO3和I2反应时会产生有毒的氯气，污染环境； 89.88%

【解析】

实验过程为：先关闭启普发生器活塞，在三颈烧瓶中滴入30%的KOH溶液，发生反应I : 3I2+ 6KOH== KIO3 +5KI+ 3H2O，将碘单质完全反应；然后打开启普发生器活塞，启普发生器中硫酸和硫化锌反应生成硫化氢气体，将气体通入三颈烧瓶中发生反应II: 3H2S+KIO3=3S↓+KI+ 3H2O，将碘酸钾还原成KI，氢氧化钠溶液可以吸收未反应的硫化氢；

(5)实验室模拟工业制备KIO3：将I2、HCl、KClO3水中混合发生氧化还原反应，生成KH(IO3)2，之后进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到KH(IO3)2晶体，再与KOH溶液混合发生反应、过滤蒸发结晶得到碘酸钾晶体。

(1)启普发生器中发生的反应是硫化锌和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸锌，反应的化学方程式：ZnS+H2SO4===H2S↑+ZnSO4；根据仪器结构可知该仪器为恒压滴液漏斗；

(2)碘单质水溶液呈棕黄色，加入氢氧化钾后碘单质反应生成碘酸钾和碘化钾，完全反应后溶液变为无色；然后打开启普发生器活塞，通入气体发生反应II；

(3)反应完成后溶液中溶有硫化氢，滴入硫酸并水浴加热可降低硫化氢的溶解度，使其逸出，从而除去硫化氢；

(4)根据反应II可知反应过程中有硫单质生成，硫单质不溶于水；

(5)①根据表格数据可知温度较低时KH(IO3)2的溶解度很小，所以从混合液中分离KH(IO3)2晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所以操作a为蒸发浓缩、冷却结晶；

②根据流程可知该过程中有氯气产生，氯气有毒会污染空气，同时该过程中消耗了更多的药品；

(6)该滴定原理是：先加入过量的KI并酸化与KIO3发生反应：IO3⁻ +5I⁻+ 6H+===3I2+3H2O，然后利用Na2S2O3测定生成的碘单质的量从而确定KIO3的量；根据反应方程式可知IO3⁻ ~3I2，根据滴定过程反应I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3，则有IO3⁻ ~6Na2S2O3，所用n(KIO3)=0.01260L×2.0mol/L×=0.0042mol，所以样品中KIO3的质量分数为=89.88%。