Question

我国中医药已有数千年历史，其独特的疗效使得经深加工的中药商品正逐步进入国际市场，但国外在进口中药的重金属元素和有毒元素的含量等各项指标检查是非常严格的，因此把好出口中药的质量关是非常重要的．以下介绍了分析实验室对中草药中可能的残余有毒元素砷的检验方法和步骤（As在中草药中主要以As₂O₃的形式存在）：
①取1000g中草药样品进行前期处理制得待测溶液，此时样品中可能含有的砷元素将转化为H₃AsO₃；
②将待测溶液转移入250mL锥形瓶中，并加入2～3滴0.2%的淀粉溶液；
③用标准碘溶液滴定待测定溶液至终点，消耗20.25ml 标准I₂溶液，其中发生反应：
H₃AsO₃+I₂+H₂O→H₃AsO₄+I^-+H⁺（未配平）
试回答下列问题：
（1）简述如何对少量的中草药样品进行前期处理制得待测溶液？

 

．
（2）配平离子反应方程式：

 

H₃AsO₃+

 

I₂+

 

H₂O=

H₃AsO₄+

 

I^-+

 

H⁺
（3）0.2%的淀粉溶液的作用是

 

，如何判断滴定到达终点？

 

．
（4）题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水中制得，而是由0.1070g纯KIO₃、过量的KI以及酸混合，并将其准确稀释到1000mL而制得，请用一个离子反应方程式说明标准碘溶液形成过程

 

．
（5）我国《药用植物及制剂进口绿色行业标准》中限定：绿色中药的砷含量不超过2.000mg/kg，试计算说明该中草药样品是否合格？（不需计算过程）计算可知该样品砷含量约为

 

mg/kg，故该草药样品

 

（填“合格”或“不合格”）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,化学方程式的有关计算,氧化还原反应方程式的配平,物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：实验题

分析：（1）类似于海带中碘的提取与检验：取少量样品于坩锅内灼烧成灰，将灰转移至烧杯中并加入蒸馏水煮沸，趁热过滤，取滤液恢复至室温后得待测溶液；
（2）反应中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合价由+3价升高为+5价，共升高2价．I₂→I^-，I元素的化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为2，故H₃AsO₃的系数为1，I₂的系数为1，再结合原子守恒、电荷守恒配平其它物质系数；
（3）淀粉在与碘有关的氧化还原滴定中常用作指示剂，反应的变化为：I₂→I^-，故颜色变化为由蓝色变为无色，且要半分钟不变色；
（4）由于碘单质难溶于水，易于I^-络合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有强还原性，在酸性条件下发生氧化还原还应，由价态归中，生成I₂，再用化合价升降法配平即可；
（5）由多步反应得：As～I₂～

1

3

IO₃^-，据此计算1kg药品中As元素的质量，据此计算判断．

解答： 解：（1）类似于海带中碘的提取与检验，将样品灼烧后在蒸馏水中溶解使有效成分溶解．利用过滤得到所需待测溶液，操作步骤为：取少量样品于坩锅内灼烧成灰，将灰转移至烧杯中并加入蒸馏水煮沸，趁热过滤，取滤液恢复至室温后得待测溶液，
故答案为：取少量样品于坩锅内灼烧成灰，将灰转移至烧杯中并加入蒸馏水煮沸，趁热过滤，取滤液恢复至室温后得待测溶液；
（2）反应中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合价由+3价升高为+5价，共升高2价．I₂→I^-，I元素的化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为2，故H₃AsO₃的系数为1，I₂的系数为1，再结合原子守恒、电荷守恒配平其它物质系数，配平后方程式为：H₃AsO₃+I₂+H₂O=H₃AsO₄+2I^-+2H⁺，
故答案为：1；1；1；1；2；2；
（3）淀粉在与碘有关的氧化还原滴定中常用作指示剂，反应的变化为：I₂→I^-，故颜色变化为由蓝色变为无色，且要半分钟不变色，
故答案为：作为指示剂以判断滴定的终点；溶液由蓝色变为无色，保持半分钟不变色；
（4）由于碘单质难溶于水，易于I^-络合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有强还原性，在酸性条件下发生氧化还原还应，价态归中，生成I₂，再用化合价升降法配平可得：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，故答案为：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（5）由多步反应得：As～I₂～

1

3

IO₃^-，
                  75    

1

3

×175
                  m      0.1070g×

20.25

1000

则75：m=

1

3

×175：0.1070g×

20.25

1000

，
解得m（As）=0.002786g，则含量为：0.002786×

1000mg

1kg

=2.786mg/kg＞2.000mg/kg，故不合格，
故答案为：2.786；不合格．

点评：本题考查物质含量的测定，为高频考点，涉及氧化还原反应、滴定及离子反应、关系式的计算等，侧重分析与计算能力的考查，题目难度中等．