Question

某化學興趣小組對加碘食鹽中碘酸鉀進行研究，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wg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的Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定時的反應方程式：I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

）．
滴定時Na₂S₂O₃溶液應放在

 

（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其終點顏色變化為

 

；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）學生乙對純凈的NaCl（不含KIO₃）進行了下列實驗：

順序	步驟	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H2SO4，振蕩．	溶液變藍色

請推測實驗③中產(chǎn)生藍色現(xiàn)象的可能原因：

 

；根據(jù)學生乙的實驗結(jié)果，請對學生甲的實驗結(jié)果作出簡要評價：

 

．
（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(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．

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)論

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽；碘單質(zhì)遇淀粉顯藍色，當?shù)鈫钨|(zhì)消耗，藍色褪去；根據(jù)反應找出反應關(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)生氧化還原反應生成碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍色，根據(jù)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(xiàn)象為：溶液藍色褪色，半分鐘內(nèi)不恢復藍色；
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，所以導致測定結(jié)果偏大，
故答案為：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍色；溶液中O₂可能影響造成所測結(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IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O生成碘單質(zhì)，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(zhì)生成，淀粉溶液就會變藍色，否則不變色，
故答案為：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；如果不變藍，說明無I^-，如果變藍，說明有I^-；

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(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．