Question

【題目】KIO3是我國規定的食鹽補碘劑，利用“KClO3氧化法”可制備KIO3，流程如下：

已知：“酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。

(1)KIO3所含的化學鍵有______________________。

(2)逐出的Cl2可用_________________檢驗；“濾液”中的溶質主要是____________；“調pH”中所用的試劑是_________________。

(3)已知KIO3在水中的溶解度隨溫度升高而增大，則操作I包含的操作應該是_______、_______、過濾。

(4)為測定“加碘食鹽”中碘元素含量：①稱取50.000g食鹽，配成250mL溶液；②量取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入足量KI，并用少量稀硫酸酸化，使KIO3與KI反應完全；③以淀粉為指示劑，用2.0×10-4mol/L的Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液體積為30.00mL。已知：KIO3+KI+H2SO4→K2SO4+I2+H2O(未配平)，2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI。測定過程中，所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有________________。

(5)判斷滴定終點的依據是________________________________。

(6)配平：KIO3+KI+H2SO4→K2SO4+I2+H2O ____________

(7)該食鹽中碘元素的含量是_________mg/kg。

Answer 1

【答案】離子鍵和共價鍵 濕潤的KI淀粉試紙檢驗 KCl KOH溶液 蒸發濃縮 冷卻結晶 容量瓶、滴定管 溶液由藍色變成無色，且30秒內無變化 KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O 25.4

【解析】

碘和氯酸鉀溶于水后酸化，發生反應生成KH(IO3)2、Cl2和KCl，逐出氯氣后，采取結晶的方法得到KH(IO3)2晶體和濾液KCl，然后把KH(IO3)2加水溶解，加入氫氧化鉀溶液，調節溶液的pH，使KH(IO3)2轉變為KIO3溶液，然后進行蒸發濃縮 、冷卻結晶，過濾，得到KIO3固體；據以上分析并結合題目中問題進行分析。

碘和氯酸鉀溶于水后酸化，發生反應生成KH(IO3)2、Cl2和KCl，逐出氯氣后，采取結晶的方法得到KH(IO3)2晶體和濾液KCl，然后把KH(IO3)2加水溶解，加入氫氧化鉀溶液，調節溶液的pH，使KH(IO3)2轉變為KIO3溶液，然后進行蒸發濃縮 、冷卻結晶，過濾，得到KIO3固體；

(1)KIO3屬于離子化合物，一定含有離子鍵；除此以外，碘原子和氧原子間存在共價鍵；

綜上所述，本題答案是：離子鍵和共價鍵。

(2)Cl2具有氧化性，可以把碘離子氧化為碘單質，碘可使淀粉變藍，因此可以用濕潤的KI淀粉試紙檢驗氯氣；根據流程可知，“酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl，所以“濾液”中的溶質主要是KCl；結晶得到KH(IO3)2的溶液顯酸性，用KOH溶液來“調pH”，使KH(IO3)2與KOH反應生成碘酸鉀溶液；

綜上所述，本題答案是：濕潤的KI淀粉試紙檢驗；KCl ；KOH溶液。

(3)已知KIO3在水中的溶解度隨溫度升高而增大，則操作I包含的操作應該是蒸發濃縮 、冷卻結晶 、過濾。

綜上所述，本題答案是：蒸發濃縮 、冷卻結晶。

(4) 測定“加碘食鹽”中碘元素含量操作中使用了容量瓶和滴定管,使用前必須檢查是否漏水,因此，本題正確答案是: 容量瓶、滴定管；
(5)碘與淀粉相遇，溶液顯藍色，當滴加最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液由藍色變成無色，且30秒內無變化，達到滴定終點；

綜上所述，本題答案是：溶液由藍色變成無色，且30秒內無變化。

(6) KIO3→I2，碘元素由+5降低到0價；KI→I2，碘元素由-1價升高到0價；根據氧化還原反應化合價升降總數相等規律可知，KIO3的系數為1，KI的系數為5，再根據原子守恒配平其他物質系數，具體為：KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O；

綜上所述，本題答案是：KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O；

（7）KIO3與KI反應完全的離子方程式為IO3-+5I-+6H+= 3I2+3H2O；反應的關系式為IO3-~ 3I2~6 S2O32-,n(Na2S2O3)=2.0×10-4mol/L×30.00mL×10-3=6×10-6mol；由關系式可以知道n(KIO3)= 1×10-6mol；250mL溶液中含有n(KIO3)= 1×10-6mol×（250mL/25mL）= 1×10-5mol，n(I)= n(KIO3) = 1×10-5mol，質量為m(I)= 1×10-5mol×127g/mol=1.27×10-3g=1.27 mg；根據50.000g食鹽中含有碘元素的含質量為1.27mg；則1kg食鹽中含有碘元素的含質量為1.27 mg×1000g/kg÷50g=25.4 mg/kg。

綜上所述，本題答案是：25.4。