Question

12．酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘，碘酸鉀也能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀．碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解．工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：

（1）配平步驟①反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù)：
6I₂+11KClO₃+3H₂O→6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂
（2）步驟②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是HI具有還原性能將已生成的碘酸氫鉀還原；
（3）步驟②要保持溶液微沸1小時(shí)以完全排出氯氣，排出氯氣的原因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生氯氣跟KOH反應(yīng)生成KClO，KClO能將KIO₃氧化成KIO₄，從而不能得到KIO₃；
（4）從步驟9到步驟10得到碘酸鉀晶體，操作順序是A、B、D ．
A．蒸發(fā)濃縮      B．冷卻結(jié)晶      C．蒸發(fā)結(jié)晶    D．過濾洗滌．

Answer 1

分析 工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程：用碘和氯酸鉀溶液反應(yīng)生成碘酸氫鉀、氯化鉀和氯氣，再加入硝酸，加熱促使氯氣從反應(yīng)體系中逸出，經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得碘酸氫鉀晶體，將碘酸氫鉀晶體溶于水，加入氫氧化鉀溶液，使碘酸氫鉀生成碘酸鉀，過濾后得碘酸鉀溶液，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，可得碘酸鉀晶體，
（1）反應(yīng)中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+5價(jià)，共升高10價(jià)．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合價(jià)降低，還原產(chǎn)物為KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合價(jià)由+5降低為-1價(jià)，化合價(jià)降低6價(jià)，KClO₃→Cl₂氯元素化合價(jià)由+5降低為0價(jià)，化合價(jià)總共降低10價(jià)，二者獲得的電子數(shù)目相同，獲得電子最小公倍數(shù)為30，則KCl的系數(shù)為5，Cl₂的系數(shù)為3，所以化合價(jià)降低60價(jià)，故I₂系數(shù)為6，根據(jù)元素守恒配平KClO₃、H₂O、KH（IO₃）₂的系數(shù)；
（2）酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，HI具有還原性，但是硝酸不具備；
（3）由題中信息可知，在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀；
（4）從溶液中獲得晶體一般的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥．

解答 解：工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程：用碘和氯酸鉀溶液反應(yīng)生成碘酸氫鉀、氯化鉀和氯氣，再加入硝酸，加熱促使氯氣從反應(yīng)體系中逸出，經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得碘酸氫鉀晶體，將碘酸氫鉀晶體溶于水，加入氫氧化鉀溶液，使碘酸氫鉀生成碘酸鉀，過濾后得碘酸鉀溶液，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，可得碘酸鉀晶體，
（1）反應(yīng)中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+5價(jià)，共升高10價(jià)．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合價(jià)降低，還原產(chǎn)物為KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合價(jià)由+5降低為-1價(jià)，化合價(jià)降低6價(jià)，KClO₃→Cl₂氯元素化合價(jià)由+5降低為0價(jià)，化合價(jià)總共降低10價(jià)，二者獲得的電子數(shù)目相同，獲得電子最小公倍數(shù)為30，則KCl的系數(shù)為5，Cl₂的系數(shù)為3，所以化合價(jià)降低共60價(jià)，故I₂系數(shù)為6，根據(jù)氯元素守恒可知KClO₃系數(shù)為11，根據(jù)碘元素守恒可知KH（IO₃）₂的系數(shù)為6，根據(jù)氫元素守恒可知H₂O、系數(shù)為3，檢查氧元素守恒，故方程式為：6I₂+11KClO₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑，電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為，
故答案為：6，11，3，6；；
（2）步驟中產(chǎn)生氯氣，需要將氯氣排出反應(yīng)體系，加入硝酸的目的是制造酸性環(huán)境，促進(jìn)氯氣從反應(yīng)體系中逸出，酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，HI具有還原性，能將已生成的碘酸氫鉀還原，
故答案為：HI具有還原性能將已生成的碘酸氫鉀還原；
（3）由題中信息可知，在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀，所以應(yīng)將氯氣排出，
故答案為：反應(yīng)產(chǎn)生氯氣跟KOH反應(yīng)生成KClO，KClO能將KIO₃氧化成KIO₄，從而不能得到KIO₃；
（4）從溶液中獲得晶體一般的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥，故操作順序是A、B、D，
故答案為：A、B、D．

點(diǎn)評(píng) 本題以工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀為載體，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，內(nèi)容涉及方程式配平、對(duì)工藝流程的理解評(píng)價(jià)、方案設(shè)計(jì)等，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用和能力的考查．