Question

碘酸鉀（KlO₃）晶體是我國規(guī)定的食鹽加碘劑．它 通常是以碘為原料與過量KOH溶液通過下列反應制 得：3I₂+6K0H=5KI+KI0₃+3H₂0，再將 KI 和 KIO₃ 的混 合溶液電解，將其中的I^-轉(zhuǎn)化為IO^-₃，裝置如圖．
（1）在反應3I₂+6K0H=5KI+KI0₃+3H₂0中，氧化劑和還原 劑的物質(zhì)的量之比為

5：1

．
（2）電解前，將KI和KI0₃混合溶液加入陽極區(qū)；將氫氧 化鉀溶液加入陰極區(qū)．電解槽用水冷卻．電解時，陽極上的電極反應

I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O

；陰極上得到的氣體產(chǎn)物為

H₂

（3）某同學查資料獲知：KIO₁在酸性介質(zhì)中與碘化物作用生成單質(zhì)碘，該反應的離子反應方程式為

IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O

，為確定電解是否完成，需檢驗陽極區(qū)電解液中是否含有I^-，
該同學選用淀粉溶液和稀硫酸進行實驗，它儀器及用品自選，請完成其方案：

實驗操作	現(xiàn)象及結(jié)論

（4）電解完畢，從電解液中得到KIO₃、晶體的過程為

步驟①的操作名稱

蒸發(fā)濃縮

，步驟④中洗滌晶體的目的

洗去吸附在碘酸鉀晶體表面的氫氧化鉀等雜志

．

Answer 1

分析：（1）標注元素化合價，化合價升高的做還原劑，化合價降低的做氧化劑，陽極電子守恒計算得到；
（2）電解時，陽極上發(fā)生氧化反應，碘離子向陽極移動，在陽極上失去電子生成碘酸根離子；
（3）酸性條件下，碘離子和碘酸根離子能發(fā)生氧化還原反應生成碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍色，根據(jù)溶液是否變藍判斷是否含有碘離子；
（4）從熱溶液中析出晶體的方法是冷卻結(jié)晶；洗滌后的晶體要進行干燥；洗滌晶體的目的：洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)．

解答：解：（1）3I₂+6K0H=5KI+KI0₃+3H₂0，反應中碘元素化合價從0價變化為-1價和+5價，化合價降低的做氧化劑

5

2

I₂～5KI～5e^-，化合價升高的做還原劑，

1

2

I₂～KI0₃～5e^-，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為為5：1，故答案為：5：1；
（2）電解時，陽極上發(fā)生氧化反應，碘離子向陽極移動，在陽極上失去電子生成碘酸根離子，電極反應式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應2H⁺+2e^-=H₂↑所以陰極現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生，故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；H₂；
（3）KIO₁在酸性介質(zhì)中與碘化物作用生成單質(zhì)碘，是+5價碘元素和-1價碘元素發(fā)生的歸中反應，該反應的離子反應方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；電解后的溶液區(qū)含有碘酸根離子，酸性條件下，碘離子和碘酸根離子能發(fā)生氧化還原反應生成碘單質(zhì)，淀粉溶液遇碘變藍色，所以實驗方法是：取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍；如果陽極區(qū)含有碘離子，加入稀硫酸后就有碘單質(zhì)生成，淀粉溶液就會變藍色，否則不變色，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
實驗操作：取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后，加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍；
現(xiàn)象及其結(jié)論：若不變藍，說明沒有I^-，若變藍說明含有I^-；
（4）從電解溶液中析出晶體的方法是：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；洗滌后的晶體有水分，所以要進行干燥；過濾后得到的晶體上吸附部分氫氧化鉀等雜志，為得到較純凈的碘酸鉀晶體，所以要進行洗滌，故答案為：蒸發(fā)濃縮；洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)．

點評：本題考查了碘的物理性質(zhì)、電解原理、碘離子的檢驗等性質(zhì)，難度不大，明確酸性條件下碘離子和碘酸根離子能生成碘單質(zhì)，堿性條件下，碘能和氫氧根離子生成碘離子和碘酸根離子．