Question

某化学兴趣小组对加碘食盐中碘酸钾进行研究，查阅资料得知：碘酸钾是一种白色粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解．在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、过氧化氢等物质作用，被还原为单质碘．
（1）学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量，步骤如下：
a．称取wg加碘盐，加适量蒸馏水溶解；b．用稀硫酸酸化，再加入过量KI溶液； c．以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为1.00×10^-3mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定时的反应方程式：I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

）．
滴定时Na₂S₂O₃溶液应放在

 

（填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”），滴定至终点时消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其终点颜色变化为

 

；加碘食盐样品中的碘元素含量是

 

mg/kg（以含w的代数式表示）．
（2）学生乙对纯净的NaCl（不含KIO₃）进行了下列实验：

顺序	步骤	实验现象
1	取少量纯净的NaCl，加蒸馏水溶解	溶液无变化
2	滴入淀粉KI溶液，振荡	溶液无变化
3	然后再滴加稀H2SO4，振荡．	溶液变蓝色

请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因：

 

；根据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价：

 

．
（3）工业上通常用电解KI溶液的方法来制备碘酸钾，电解过程中，请你帮助学生丙设计实验来判断电解是否完全．仪器不限，可选的试剂：淀粉溶液、H₂O₂溶液、稀硫酸．

实验操作	实验现象及结论

Answer 1

考点：氯、溴、碘及其化合物的综合应用,探究物质的组成或测量物质的含量,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）依据盐类水解分析判断，Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐；碘单质遇淀粉显蓝色，当碘单质消耗，蓝色褪去；根据反应找出反应关系式，然后根据题中数据计算出加碘食盐样品中的碘元素含量；
（2）酸性条件下，碘离子被氧气氧化生成碘单质；过量的碘离子易被空气氧化生成碘单质，导致测定结果偏大；
（3）酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，根据溶液是否变蓝判断是否含有碘离子；

解答： 解：（1）Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐，因为硫代硫酸根离子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱碱性，所以滴定时Na₂S₂O₃溶液应放在碱性滴定管中；
b．中生成I₂，c．中使用淀粉作为指示剂；加入淀粉，溶液呈蓝色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反应完毕，溶液蓝色褪色，滴定终点现象为：溶液蓝色褪色，半分钟内不恢复蓝色；
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物质的量为1.00×10^-3mol/L×0.02L=2.00×10^-5mol，根据IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，则：
IO₃^-～3I₂～6S₄O₆^2-，
1           6
xmol     2.00×10^-5mol
所以x=

2.00×10-5mol

6

故加碘食盐样品中的碘元素含量是

2.00×10-5mol

6Wg

×127g/mol×103mg/kg≈

0.42

W

mg/kg，
故答案为：碱式滴定管；蓝色褪去；

0.42

W

；
（2）酸性条件下，碘离子被氧气氧化生成碘单质，离子反应方程式为：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；且酸性条件下，过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘单质，因b．用稀硫酸酸化，再加入过量KI溶液，所以导致测定结果偏大，
故答案为：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂与淀粉作用显蓝色；溶液中O₂可能影响造成所测结果偏大；
（3）电解后的溶液区含有碘酸根离子，酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，所以实验方法是：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，否则不变色，
故答案为：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果不变蓝，说明无I^-，如果变蓝，说明有I^-；

点评：本题以碘酸钾中碘的测定为载体考查了氧化还原滴定的应用、对实验原理理解与实验装置的评价，注意掌握碘及其化合物的性质是解答本题的关键，题目难度中等．