Question

碘酸鉀是一種白色結晶粉末，無臭無味，酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質作用，被還原為單質碘，在堿性介質中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀。碘酸鉀在常溫下穩定，加熱至560℃開始分解。工業生產碘酸鉀的流程如下，在反應器中發生反應的化學方程式為：I₂+KClO₃+H₂O--KH(IO₃)₂+KCl+Cl₂ ↑（未配平）

（1）已知步驟①反應器發生的反應中，兩種還原產物所得電子數相同，請配平該反應的化學方程式：______________________________________________________________；
（2）步驟②中，用稀酸酸化的作用是____________________________________________；
不選稀鹽酸的原因是                                                                 ；
（3）步驟③要保持溶液微沸1小時以完全排出氯氣，排出氯氣的原因為                         ；
（4）參照下表碘酸鉀的溶解度，步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是                       。

溫度/℃	0	10	20	40	60	80
KIO3g/100g水	4.60	6.27	8.08	12.6	18.3	24.8

 

Answer 1

（1）6I₂+11KClO₃+3H₂O＝6KH(IO₃)₂+5KCl+3Cl₂↑   （2分）
（2）促進氯氣從反應混合物中逸出。（2分）鹽酸能還原已生成的碘酸氫鉀（2分）
（3）Cl₂能將KIO₃氧化成KIO₄           （2分） （4）蒸發濃縮 冷卻結晶     （2分）

解析試題分析：（1）反應I₂→KH(IO₃)₂中，I元素化合價由0價升高為+5價，共升高10價。KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合價降低，還原產物為KCl、Cl₂。KClO₃→KCl氯元素化合價由+5降低為-1價，化合價降低6價，KClO₃→Cl₂氯元素化合價由+5降低為0價，化合價總共降低10價，二者獲得的電子數目相同，獲得電子最小公倍數為30，則KCl的系數為5，Cl₂的系數為3，所以化合價降低共60價，故I₂系數為6，根據氯原子守恒可知KClO₃系數為11，根據碘原子守恒可知KH(IO₃)₂的系數為6，根據氫原子守恒可知H₂O、系數為3，檢查氧原子守恒，故方程式為6I₂₊11KClO₃₊3H₂O＝6KH(IO₃)₂₊5KCl+3Cl₂↑。（2）由信息可知，碘酸鉀能被氯氣氧化，由工藝流程可知酸化的目的是將氯氣從反應混合物中逸出。酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，鹽酸能還原已生成的碘酸氫鉀，所以不能使用稀鹽酸。
（3）由信息可知，碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀，所以要將氯氣完全排出，防止碘酸鉀被氧化。
（4）由表中數據可知溫度越高，KIO₃溶解度越大，所以從溶液中獲得KIO₃晶體的實驗方法是蒸發濃縮、 冷卻結晶。
考點：考查物質制備的實驗設計與探究以及氧化還原反應的有關判斷和方程式的配平