Question

【題目】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。KI還可用于分析試劑、感光材料、制藥等,其制備原理如下:

反應I : 3I2+ 6KOH== KIO3 +5KI+ 3H2O

反應II: 3H2S+KIO3=3S↓+KI+ 3H2O

請回答有關問題。

(1)啟普發生器中發生反應的化學方程式為_______。裝置中盛裝30%氫氧化鉀溶液的儀器名稱是_________。

(2)關閉啟普發生器活塞,先滴入30%的KOH溶液.待觀察到三頸燒瓶中溶液顏色由棕黃色變為______(填現象) ,停止滴人KOH溶液;然后______(填操作),待三頸燒瓶和燒杯中產生氣泡的速率接近相等時停止通氣。

(3)滴入硫酸溶液,并對三頸燒瓶中的溶液進行水浴加熱,其目的是_____________。

(4)把三頸燒瓶中的溶液倒入燒杯中,加入碳酸鋇,在過濾器中過濾,過濾得到的沉淀中除含有過量碳酸鋇外,還含有硫酸鋇和___________(填名稱)。合并濾液和洗滌液,蒸發至析出結晶，干燥得成品。

(5)實驗室模擬工業制備KIO3流程如下:

幾種物質的溶解度見下表:

①由上表數據分析可知，“操作a”為__________________。

②用惰性電極電解KI溶液也能制備KIO3,與電解法相比，上述流程制備KIO3的缺點是____________。

(6)某同學測定.上述流程生產的KIO3樣品的純度。

取1.00 g樣品溶于蒸餾水中并用硫酸酸化，再加入過量的KI和少量的淀粉溶液，逐滴滴加2.0 mol●L-1 Na2S2O3 溶液,恰好完全反應時共消耗12. 60 mL Na2S2O3溶液。該樣品中KIO3的質量分數為_______(已知反應:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。

Answer 1

【答案】ZnS+H2SO4===H2S↑+ZnSO4 恒壓滴液漏斗 無色 打開啟普發生器活塞，通入氣體 使溶液酸化并加熱，有利于溶液中剩余的硫化氫逸出，從而除去硫化氫 硫 蒸發濃縮、冷卻結晶(或重結晶) KClO3和I2反應時會產生有毒的氯氣，污染環境； 89.88%

【解析】

實驗過程為：先關閉啟普發生器活塞，在三頸燒瓶中滴入30%的KOH溶液，發生反應I : 3I2+ 6KOH== KIO3 +5KI+ 3H2O，將碘單質完全反應；然后打開啟普發生器活塞，啟普發生器中硫酸和硫化鋅反應生成硫化氫氣體，將氣體通入三頸燒瓶中發生反應II: 3H2S+KIO3=3S↓+KI+ 3H2O，將碘酸鉀還原成KI，氫氧化鈉溶液可以吸收未反應的硫化氫；

(5)實驗室模擬工業制備KIO3：將I2、HCl、KClO3水中混合發生氧化還原反應，生成KH(IO3)2，之后進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到KH(IO3)2晶體，再與KOH溶液混合發生反應、過濾蒸發結晶得到碘酸鉀晶體。

(1)啟普發生器中發生的反應是硫化鋅和稀硫酸反應生成硫化氫氣體和硫酸鋅，反應的化學方程式：ZnS+H2SO4===H2S↑+ZnSO4；根據儀器結構可知該儀器為恒壓滴液漏斗；

(2)碘單質水溶液呈棕黃色，加入氫氧化鉀后碘單質反應生成碘酸鉀和碘化鉀，完全反應后溶液變為無色；然后打開啟普發生器活塞，通入氣體發生反應II；

(3)反應完成后溶液中溶有硫化氫，滴入硫酸并水浴加熱可降低硫化氫的溶解度，使其逸出，從而除去硫化氫；

(4)根據反應II可知反應過程中有硫單質生成，硫單質不溶于水；

(5)①根據表格數據可知溫度較低時KH(IO3)2的溶解度很小，所以從混合液中分離KH(IO3)2晶體需要蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，所以操作a為蒸發濃縮、冷卻結晶；

②根據流程可知該過程中有氯氣產生，氯氣有毒會污染空氣，同時該過程中消耗了更多的藥品；

(6)該滴定原理是：先加入過量的KI并酸化與KIO3發生反應：IO3 +5I+ 6H+===3I2+3H2O，然后利用Na2S2O3測定生成的碘單質的量從而確定KIO3的量；根據反應方程式可知IO3 ~3I2，根據滴定過程反應I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3，則有IO3 ~6Na2S2O3，所用n(KIO3)=0.01260L×2.0mol/L×=0.0042mol，所以樣品中KIO3的質量分數為=89.88%。