Question

[2012·合肥市第二次質檢]（13分）某化學興趣小組對加碘食鹽中碘酸鉀進行研究，查閱資料得知：碘酸鉀是一種白色粉末，常溫下很穩(wěn)定,加熱至560⁰C開始分解。在酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，與氫碘酸、過氧化氫等物質作用，被還原為單質碘。

（1）學生甲設計實驗測出加碘食鹽中碘元素的含量，步驟如下：

a．稱取wg加碘鹽，加適量蒸餾水溶解；

b．用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液；

c．以淀粉為指示劑，用物質的量濃度為1.00×10^－3mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定時的反應方程式：（I₂＋2S₂O₃^2－＝2 I^－＋2S₄O₆^2－）。

滴定時Na₂S₂O₃溶液應放在_________ (填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液20. 00mL，其終點顏色變化為_________；加碘食鹽樣品中的碘元素含量是_________mg/kg(以含w的代數(shù)式表示）。

（2）學生乙對純凈的NaCl(不含KIO₃)進行了下列實驗：

順序	步驟	實驗現(xiàn)象
①	取少量純凈的NaCl，加蒸餾水溶解	溶液無變化
②	滴入淀粉KI溶液，振蕩	溶液無變化
③	然后再滴加H2SO4，振蕩	溶液變藍色

請推測實驗③中產生藍色現(xiàn)象的可能原因：__________________；根據學生乙的實驗結果，請對學生甲的實驗結果作出簡要評價___________________________。

（3）工業(yè)上通常用電解KI溶液的方法來制備碘酸鉀，電解過程中請你幫助學生丙設計實驗來判斷電解是否完全。儀器不限，可選的試劑：淀粉溶液、H₂O₂溶液、稀硫酸。

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結論

 

Answer 1

【答案】

（13分）（1）堿式滴定管   藍色變無色，且保持半分鐘不變色 

（2）I^－在酸性條件下能被溶解在溶液中的O₂氧化成I₂  甲同學的實驗結果可能偏大

（3）

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結論
取少量電解后的溶液于試管中，先滴加淀粉溶液，再滴加稀硫酸酸化	若溶液變藍則電解不完全，若無明顯現(xiàn)象，則電解完全。

【解析】（1）因S₂O₃^2－水解Na₂S₂O₃溶液呈堿性，故Na₂S₂O₃溶液應放在堿式滴定管；步驟a、b中發(fā)生的反應為：5KI＋KIO₃＋3H₂SO₄＝3I₂＋3K₂SO₄＋3H₂O，所以待測溶液中含I₂，加淀粉后待測溶液呈藍色，滴定終點時I₂完全被S₂O₃^2－還原為I^－，溶液由藍色變?yōu)闊o色；由5KI＋KIO₃＋3H₂SO₄＝3I₂＋3K₂SO₄＋3H₂O和I₂＋2S₂O₃^2－＝2 I^－＋2S₄O₆^2－可得：n(KIO₃) ＝n(I₂)＝n(Na₂S₂O₃)＝×20.00×10^－3L×1.00×10^－3mol/L＝×2.00×10^－5mol，所以加碘食鹽樣品中的碘元素含量為＝。

（2）實驗③中產生藍色現(xiàn)象的原因是：I^－在酸性條件下能被溶解在溶液中的O₂氧化成I₂；正是由于這一原因，導致甲同學的實驗中待測溶液中I₂的濃度偏大，從而使實驗結果偏高。

（3）設計實驗方案時，要根據I^－在酸性條件下能被溶解在溶液中的O₂氧化成I₂和I₂遇淀粉溶液變藍來設計。