Question

2．碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，無(wú)臭無(wú)味，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，在堿性介質(zhì)中，碘酸鉀能被氯氣、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(kāi)始分解．工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下，試回答下列問(wèn)題：
（1）配平反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)方程式：6I₂+11KIO₃+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③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）合成實(shí)驗(yàn)中涉及兩次過(guò)濾，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn)時(shí)，用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯
（5）用氫氧化鉀調(diào)節(jié)溶液的PH值，發(fā)生的反應(yīng)方程式為：KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O
（6）參照碘酸鉀溶解度曲線，步驟得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是蒸發(fā)結(jié)晶

溫度	0	10	20	40	60	80
KIO3g/100g水	4.60	6.27	8.08	12.6	18.3	24.8

Answer 1

分析 （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；
（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）過(guò)濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等；
（5）調(diào)節(jié)溶液pH，可加入KOH或K₂CO₃，以防止引入新雜質(zhì)；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知KIO₃在常溫下的溶解度較小，且KIO₃在650℃分解，據(jù)此判斷得到碘酸鉀晶體的方法．

解答 解：（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↑，
故答案為：6，11，3，6，5，3；
（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）過(guò)濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等，
故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
（5）調(diào)節(jié)溶液pH，可加入KOH，以防止引入新雜質(zhì)，反應(yīng)的方程式為KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O，
故答案為：KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知KIO₃在常溫下的溶解度較小，又KIO₃在650℃即分解，故最好采用蒸發(fā)濃縮溶液，讓KIO₃結(jié)晶析出再行過(guò)濾分離的方法，
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶．

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．