Question

碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO3曾先后用于加碘鹽中。

(1)工業上可以通過鐵屑法生產KI，其工藝流程如下：

 

①反應Ⅰ生成鐵與碘的化合物，若該化合物中鐵元素與碘元素的質量比為21∶127，則加入足量碳酸鉀時，反應Ⅱ的化學方程式為____________________。

②操作A包括__________________；用冰水洗滌的目的是__________________。

(2)KIO3可以通過H2O2氧化I2先制得HIO3，然后再用KOH中和的方法進行生產。

①烹飪時，含KIO3的食鹽常在出鍋前加入，其原因是_____________________________

②若制得1 284 kg KIO3固體，理論上至少需消耗質量分數為30%的雙氧水________ kg。

③KIO3還可通過下圖所示原理進行制備。電解時總反應的離子方程式為____________。若忽略溶液體積的變化，則電解結束后陰極區的pH與電解前相比________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

 

 

Answer 1

(1)①Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑

②蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾　洗滌除去表面可溶性雜質的同時減少KI的溶解損失

(2)①在較高溫度下KIO3易分解　②1 700

③I－＋3H2OIO3—＋3H2↑　不變

【解析】(1)①中n(Fe)/n(I)＝3/8，該化合物為Fe3I8，和K2CO3反應的化學方程式為Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑(用質量守恒法配平，可假設Fe3I8的系數為1)

②操作A為了結晶出KI，所以應采取蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾的方法。因為溫度高時，KI會溶解，所以應用冰水洗滌沉淀。

(2)①KIO3高溫時會分解，所以加碘鹽常在出鍋前加入。

②根據電子守恒得：

x·2＝ ×5

x＝15×103 mol

需要30% H2O2的質量為＝1.7×106 g，即1 700 kg。

③電解時，陰極反應式為6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－，

陽極反應式為I－－6e－＋6OH－=IO3—＋3H2O，

兩式相加得：

I－＋3H2OIO3—＋3H2↑。

由于在陰極區生成的OH－通過陰離子交換膜移到陽極區，所以電解結束后陰極區的pH與電解前相比不變。