Question

某化學(xué)興趣小組對(duì)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(kāi)始分解．在酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、過(guò)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(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(guò)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的Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定時(shí)的反應(yīng)方程式：I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

）．
滴定時(shí)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)放在

 

（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其終點(diǎn)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(xué)生乙對(duì)純凈的NaCl（不含KIO₃）進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

順序	步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	取少量純凈的NaCl，加蒸餾水溶解	溶液無(wú)變化
2	滴入淀粉KI溶液，振蕩	溶液無(wú)變化
3	然后再滴加稀H2SO4，振蕩．	溶液變藍(lán)色

請(qǐng)推測(cè)實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因：

 

；根據(jù)學(xué)生乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)對(duì)學(xué)生甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)：

 

．
（3）工業(yè)上通常用電解KI溶液的方法來(lái)制備碘酸鉀，電解過(guò)程中，請(qǐng)你幫助學(xué)生丙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

Answer 1

考點(diǎn)：氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽；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(jì)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(guò)量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質(zhì)，導(dǎo)致測(cè)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）Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽，因?yàn)榱虼�硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以滴定時(shí)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)放在堿性滴定管中；
b．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(diǎn)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^-～3I₂～6S₄O₆^2-，
1           6
xmol     2.00×10^-5mol
所以x=

2.00×10-5mol

6

故加碘食鹽樣品中的碘元素含量是

2.00×10-5mol

6Wg

×127g/mol×103mg/kg≈

0.42

W

mg/kg，
故答案為：堿式滴定管；藍(lán)色褪去；

0.42

W

；
（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(guò)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(guò)量KI溶液，所以導(dǎo)致測(cè)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；溶液中O₂可能影響造成所測(cè)結(jié)果偏大；
（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(shí)驗(yàn)方法是：取少量陽(yáng)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(yáng)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(huì)變藍(lán)色，否則不變色，
故答案為：取少量陽(yáng)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)；如果不變藍(lán)，說(shuō)明無(wú)I^-，如果變藍(lán)，說(shuō)明有I^-；

點(diǎn)評(píng)：本題以碘酸鉀中碘的測(cè)定為載體考查了氧化還原滴定的應(yīng)用、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解與實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)，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．