Question

5．某化學(xué)興趣小組對加碘食鹽中碘酸鉀進(jìn)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560℃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(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘．
（1）學(xué)生甲設(shè)計實驗測出加碘食鹽中碘元素的含量，步驟如下：
a．稱取14.1g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(zhì)的量濃度為1.00×10^-3mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定時的反應(yīng)方程式：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）滴定至終點時消耗20．OOmL．
①實驗前，首先要精確配制1.00×10^-3mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液250mL，配制時需要的儀器除電子天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶．
②滴定到終點時，溶液由藍(lán)色為無色，且半分鐘內(nèi)未恢復(fù)．加碘食鹽樣品中的碘元素含量是30.0mg/kg（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（2）學(xué)生乙對純凈的NaCl（不含KIO₃）進(jìn)行了下列實驗：

實驗步驟	實驗操作	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	然后再滴加稀硫酸，振蕩．	溶液變藍(lán)色

請推測實驗③中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍(lán)色；根據(jù)學(xué)生乙的實驗結(jié)果推測：學(xué)生甲的實驗結(jié)果可能偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（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(xué)生丙設(shè)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．

實驗實驗操作	實驗實驗現(xiàn)象及結(jié)論

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽，精確配制1.00×10^-3mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液250mL需要在250ml容量瓶中配制，結(jié)合溶液配制的實驗過程分析需要的儀器；
②碘單質(zhì)遇淀粉顯藍(lán)色，當(dāng)?shù)鈫钨|(zhì)消耗，藍(lán)色褪去；根據(jù)反應(yīng)找出反應(yīng)關(guān)系式，然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出加碘食鹽樣品中的碘元素含量；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質(zhì)；過量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質(zhì)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大；
（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(yīng)生成碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍(lán)色，根據(jù)溶液是否變藍(lán)判斷是否含有碘離子；

解答 解：（1）①Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽，因為硫代硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以配制250mlNa₂S₂O₃溶液需要的儀器除電子天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250ml的容量瓶，
故答案為：250ml容量瓶；
②反應(yīng)中生成I₂，c中使用淀粉作為指示劑；加入淀粉，溶液呈藍(lán)色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反應(yīng)完畢，溶液藍(lán)色褪色，滴定終點現(xiàn)象為：溶液藍(lán)色褪色，半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色；
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量為1.00×10^-3mol/L×0.02L=2.00×10^-5mol，根據(jù)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，則：
IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
1           6
n    2.00×10^-5mol
所以n=$\frac{2.00}{6}$×10^-5mol=$\frac{1}{3}$×10^-5mol，
故加碘食鹽樣品中的碘元素含量=$\frac{\frac{1}{3}×1{0}^{-5}mol×127g/mol}{14.1g}$×10⁶mg/kg=30.0mg/kg，
故答案為：藍(lán)，無；30.0；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；且酸性條件下，過量的碘離子易被空氣中氧氣氧化生成碘單質(zhì)，因b用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液，發(fā)生反應(yīng)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，所以導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，
故答案為：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍(lán)色，偏大；
（3）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(yīng)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O生成碘單質(zhì)，淀粉溶液遇碘變藍(lán)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(lán)；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(lán)色，若溶液變藍(lán)則電解不完全，若無明顯現(xiàn)象則電解完全，
故答案為：

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)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(lán)則電解不完全，若無明顯現(xiàn)象則電解完全．

點評 本題以碘酸鉀中碘的測定為載體考查了氧化還原滴定的應(yīng)用、對實驗原理理解與實驗裝置的評價，注意掌握碘及其化合物的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．