Question

9．某化學興趣小組對加碘食鹽中碘酸鉀進行研究．
（1）學生甲設計實驗測出加碘食鹽中碘元素的含量，步驟如下：
a．稱取W g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，用物質的量濃度為1.00×10^-3 mol•L^-1的Na₂S₂O₃標準溶液滴定．（已知：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
（1）滴定時選淀粉作指示劑，滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其終點顏色變化為藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘不褪色；加碘食鹽樣品中的碘元素含量是$\frac{1270}{3W}$mg•kg^-1（以含W的代數式表示）．
（2）學生乙對純凈的NaCl（不含KIO₃）進行了下列實驗：

順序	步驟	實驗現象
①	取少量純凈的NaCl，加蒸餾水溶解	溶液無變化
②	滴加淀粉KI溶液，振蕩	溶液無變化
③	然后再滴加稀H2SO4溶液，振蕩	溶液變藍色

請推測實驗③中產生藍色現象的可能原因加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍色；根據學生乙的實驗結果，請對學生甲的實驗結果作出簡要評價溶液中O₂可能影響造成所測結果偏大．
（對食鹽中含碘量的測定會“偏大”、“偏小”或“不變”）
（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生丙設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．

實驗操作	實驗現象及結論

Answer 1

分析 （1）依據鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽；碘單質遇淀粉顯藍色，當碘單質消耗，藍色褪去，根據反應找出反應關系式，然后根據題中數據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；過量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質，導致測定結果偏大；
（3）酸性條件下，碘離子和碘酸根離子能發(fā)生氧化還原反應生成碘單質，淀粉遇碘變藍色，根據溶液是否變藍判斷是否含有碘離子．

解答 解：（1）Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽，因為硫代硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以滴定時Na₂S₂O₃溶液應放在堿性滴定管中；
b．中生成I₂，c．中使用淀粉作為指示劑；加入淀粉，溶液呈藍色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反應完畢，溶液藍色褪色，滴定終點現象為：溶液藍色褪色，半分鐘內不恢復藍色，
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物質的量為1.00×10^-3mol/L×0.02L=2.00×10^-5mol，根據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=$\frac{2.00×1{0}^{-5}mol}{6}$
故加碘食鹽樣品中的碘元素含量是$\frac{2.00×1{0}^{-5}mol}{6}$×127g/mol×10³mg/Kg=$\frac{1270}{3W}$mg/kg，
故答案為：淀粉；藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘不褪色；$\frac{1270}{3W}$；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質，離子反應方程式為：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，因b．用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液，所以導致測定結果偏大，
故答案為：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍色；溶液中O₂可能影響造成所測結果偏大；
（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IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O生成碘單質，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生成，淀粉溶液就會變藍色，否則不變色，若溶液變藍則電解不完全，若無明顯現象則電解完全
故答案為：

實驗操作	實驗現象及結論
取少量電解后的溶液于試管中，先滴加淀粉溶液，再加稀硫酸酸化	若溶液變藍則電解不完全，若無明顯現象則電解完全

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是解答本題的關鍵，題目難度中等．