Question

加碘食鹽中加入的碘酸鉀是一種白色結晶粉末，常溫下很穩定，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，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質反應．
（1）工業生產碘酸鉀的流程如下：

已知步驟①反應器中發生的反應為6I₂+11KClO₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑．其中KH（IO₃）₂中I元素的化合價是

+5

．碘酸鉀的溶解度見表：

溫度/℃	20	40	60	80
KIO3/100gH2O	8.08	12.6	18.3	24.8

操作③得到碘酸鉀晶體的方法是

降溫結晶

．
（2）加碘食鹽中碘元素的測定．
①已知：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
學生甲設計的實驗步驟如下：
步驟1：準確稱取w g食鹽，加適量蒸餾水使其完全溶解；
步驟2：用稀硫酸酸化所得食鹽溶液，加入過量KI溶液充分混合；
步驟3：以淀粉為指示劑，逐滴加入2.0×10^-3 mol?L^-1的Na₂S₂O₃10.0mL，恰好反應完全．則食鹽樣品中的碘元素含量是

1270

3w

（或寫成

423.33

w

）

mg?kg^-1（以含w的代數式表示）．
②學生乙另取純凈的NaCl進行了下列實驗：

實驗步驟	實驗操作	實驗現象
步驟1	取1g純凈的NaCl，加3mL水配成溶液．	溶液無變化
步驟2	滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1 mol?L-1KI溶液，振蕩．	溶液無變化
步驟3	然后再滴入1滴1 mol?L-1的H2SO4，振蕩．	溶液變藍色

實驗中產生藍色現象的可能原因是

4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O

（用離子方程式表示）．
③根據學生乙的實驗結果，學生甲測得的食鹽中碘元素的含量可能

偏高

（填“偏高”、“偏低”或“準確”）．原因是

過量的I^-會被空氣中的氧氣氧化為I₂

．

Answer 1

分析：（1）KH（IO₃）₂中鉀元素化合價是+1，氫元素化合價+1，氧元素的化合價是-2價，根據化合價規則可以確定碘元素的化合價，根據物質的溶解度可以確定溶液獲得晶體的方法；
（2）根據反應的化學方程式獲得Na₂S₂O₃和KIO₃之間的關系，根據關系式進行計算；在酸性環境下，氧氣可以將碘離子氧化為碘單質；
（3）根據碘離子和碘單質之間的關系情況確定實驗誤差產生的原因．

解答：解：（1）KH（IO₃）₂中鉀元素化合價是+1，氫元素化合價+1，氧元素的化合價是-2價，根據化合價規則可以確定碘元素的化合價是+5，碘酸鉀的物質的量隨著溫度升高而增大，所以從碘酸鉀溶液獲得晶體可以采用降溫結晶的方法，故答案為：+5；降溫結晶；
（2）①根據化學方程式：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可以得出Na₂S₂O₃和KIO₃之間的關系式，設碘酸鉀的物質的量是x，
        2S₂O₃^2-～I₂ ～

1

3

KIO₃
                                                                                                          
       2                   

1

3

           
 2.0×10^-3 mol?L^-1×0.010L   x

2

2×10-5

=

1 3

x

，解得x=

1

3

×10^-5mol，
食鹽樣品中的碘元素含量是

1 3 ×10-5×127

w

×100%=

1270

3w

（或寫成

423.33

w

）mg?kg^-1
故答案為：

1270

3w

（或寫成

423.33

w

）；
②碘單質遇到淀粉會顯示藍色，因為發生反應：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O，故答案為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；
③過量的I^-會被空氣中的氧氣氧化為I₂，所以學生甲測得的食鹽中碘元素的含量會偏高，故答案為：偏高；過量的I^-會被空氣中的氧氣氧化為I₂．

點評：本題是一道物質分離和提純以及中和滴定知識的綜合實驗題，要求學生具有知識遷移和應用的能力，難度不大．