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为了预防碘缺乏症,国家规定每千克食盐中应含40~50mg碘酸钾。碘酸钾晶体有较高的稳定性,但在酸性溶液中,碘酸钾是一种较强的氧化剂,能跟某些还原剂作用生成碘;在碱性溶液中,碘酸钾能被氯气、次氯酸等强氧化剂氧化为更高价的碘的含氧酸盐。
【问题1】工业生产碘酸钾的流程如下: 

(1)碘、氯酸钾和水混合后的反应为(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。该方程式配平时,系数有多组,原因是                    。
(2)X的化学式为          ;写出用试剂X调节pH的化学方程式:             
(3)生产中,如果省去“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作,直接用试剂X调整反应后溶液的pH,对生产碘酸钾有什么具体影响?              。
【问题2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O;  I2+2S2O32→2I+S4O62
(4)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有                         
(5)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL恰好反应。
则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)。
(6)学生丙又对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
操作步骤
实验现象
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液。
溶液无变化
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,振荡。
溶液无变化
然后再滴入1滴1mol·L-1的H2SO4,振荡。
溶液变蓝色
 
①推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示         
②根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价:             

(1)有两种还原产物生成。
(2)KOH;  KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2
(3)反应产生的氯气跟KOH反应生成KClO, KClO能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。
(4)液体分层,下层液体呈现紫红色。
(5)1270/3W或 (423.33/W)。
(6)①4I+4H++O2→2I2+2H2O;② 因加入了过量KI溶液,乙实验结果会偏大。

试题分析:
(1)碘、氯酸钾和水混合后的反应为(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。该反应是氧化还原反应,由于在氧化还原反应中电子转移数目相等,而有两种还原产物生成。它们相对量的多少不同,配平时的系数就不同。因此在该方程式配平时,系数有多组。
(2)晶体①为KH(IO3)2,把晶体从溶液中过滤出来,洗涤干净,然后用水溶解得到KH(IO3)2的溶液,要把酸式盐变为正盐KIO3,就要加碱来调节溶液的pH值。为了不引入新的杂质,所以要用KOH。该反应的方程式为KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
(3)反应I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑产生的氯气跟KOH反应生成KClO, KClO能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。导致操作失败,前功尽弃。
(4)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O。由于I2容易溶解在四氯化碳而不容易溶解在水中,水与四氯化碳互不相溶,CCl4的密度比水大,I2溶解在CCl4中而使溶液呈紫色.所以用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有液体分层,下层液体呈现紫红色。
(5)由方程式得关系式:KIO3~3I2~6S2O32.n(S2O32)=2.0×10-3mol/L×0.010L=2.0×10-5mol.所以n(KIO3)= 2.0×10-5mol÷6=1/3×10-5mol.m(I)= (1/3×10-5mol)×127g/mol=127/3×10-5g=127/3×10-2mg.所以在该加碘食盐中碘的含量为m(I)÷m(总)= 127/3×10-2mg÷W×10-3kg=1270/3W mg/kg。
(6)① 该食盐中无KIO3,而实验中产生蓝色现象的可能是空气中的氧气在酸性条件下把I-氧化为I2单质。4KI+2H2SO4+O2=2K2SO4+3I2+3H2O。碘单质遇淀粉变蓝色。该反应的离子方程式为4I+4H+ +O2=2I2+2H2O。②乙的实验中加入过量KI溶液,根据学生丙的实验结果,可知空气中的氧气也会导致产生一部分的碘单质。所以学生乙的实验结果比真实值会偏大。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为   (  )。
A.加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
B.加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
C.加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
D.加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

从海带中提取碘的实验过程中,下列正确的操作是(  )

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列实验的现象与对应的结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某溶液中加入盐酸
产生无色气体
溶液中一定含有CO32
B
向某无色溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2
产生白色沉淀
溶液中一定含有SO42
C
将某气体通入品红溶液中
溶液褪色
该气体一定是SO2
D
将新制的Fe(OH)2露置于空气中
白色固体迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3
 

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物,设计了如图所示装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。

请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。
竖直冷凝管接通冷凝水,进水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);竖直冷凝管的主要作用是________。
(2)理论上,上述反应的副产物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物,已知B、C装置中为常见物质的水溶液。
B装置检验的物质是_________,写出C装置中主要的化学方程式:_______________。
(3)为了进一步分离提纯1-溴丁烷,该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
1-丁醇
-89.5
117.3
1-溴丁烷
-112.4
101.6
丁醚
-95.3
142.4
1-丁烯
-185.3
-6.5
 
请你补充下列实验步骤,直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管;
②插上带橡皮塞的温度计;
③关闭_______,打开_______;
④接通冷凝管的冷凝水,使冷水从______处流入;
⑤迅速升高温度至_______℃,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是_____。(保留2位有效数字)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5?H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7?10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:

回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为        ,溶于热水后,常用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为             。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为               
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是                           。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为                 
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O,则正极反应式为                  。若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为       。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.610-12,当溶液pH=6时       (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将    0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为       滴定管(填“酸式”或“碱式”)。该粗硼样品的纯度为       。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列除去杂质的实验方法不正确的是         (  )。
A.除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3,置于坩埚中加热
B.除去SO3中的少量SO2,可通入适量的O2
C.除去合成氨中生产的NH3中的N2、H2,可采用降温的方法
D.纯碱生产中所得的NH4Cl和NaHCO3混合物,可采用结晶过滤的方法分离

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列每组中各有三对物质,它们都能用分液漏斗分离的是    (  )
A.乙酸乙酯和水、乙醇和水、葡萄糖和水
B.甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇
C.乙酸乙酯和水、溴苯和水、硝基苯和水
D.乙酸和水、甲苯和水、己烷和水

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

实验室可用MnO2和KClO3混合加热的方法制取氧气:2KClO32KCl+3O2
I.现有下列仪器或装置:

(1)A-D装置中,用作KClO3为原料制氧气的反应装置是____(填序号)。
(2)排水法收集氧气,接口顺序是:氧气出口→___→___→g→h→烧杯(填序号)。
Ⅱ.KClO3分解时尚有副反应,导致收集到的气体有异味。据推测,副产物可能是O3、Cl2、ClO2中的一种或几种。资料表明:O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃,且O3、ClO2也能将KI氧化为I2。为探究副反应气体产物的成分,将KClO3分解产生的气体经干燥后通入如右装置进行实验:
 
(3)若要确认副产物中含Cl2,F中应盛放_____溶液。
(4)确定副产物中含有ClO2的现象是_________________。
(5)实验时若D中无现象,E中试纸变蓝,能否得出副产物含有臭氧的结论?
答:_____ (填“能”或“不能”)。理由是________________________________。
Ⅲ.ClO2是饮用水消毒剂。用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)除含有ClO2外,常含有一定量对人体不利的ClO2-。为测定此饮用水中两者成分,进行如下实验:准确量取v mL水样加入到锥形瓶中,调节水样pH=8,加人足量KI晶体,发生如下反应:2ClO2+2I- =I2+2ClO2-,反应结束后产生amolI2;继续调节溶液pH=1,又发生如下反应:ClO2-+4H++4I- =2I2+Cl-+2H2O,反应结束后叉产生bmolI2
(6)饮用水中c(ClO2-)=_____________mol·L- 1(用含字母的代数式表示)。

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