Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室從海帶灰中提取碘并制備KI晶體。

I.碘單質的提取，實驗過程如圖：

請回答下列問題

（1）操作b的名稱是____________.

（2）試劑a可以選用的是____________.(填序號)

A.苯 B. CCl4 C.甘油 D.直餾汽油 E.己烯

Ⅱ.KI晶體的制備，實驗裝置如圖：

實驗步驟如下

i.配制0.5moL的KOH溶液。

i.在三頸瓶中加入12.7g研細的單質I2和250mL0.5mol/L的KOH溶液，攪拌至碘完全溶解。

ⅲ通過滴液漏斗向反應后的溶液中滴加適量甲酸，充分反應后， HCOOH被氧化為CO2，再用KOH溶液調pH至9~10，將所得溶液蒸發濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。得KI產品14.5g。

請回答下列問題：

（3）配制0.5mol/LKOH溶液時，下列操作導致配得的溶液濃度偏高的是_________(填序號)。

A.托盤上分別放置質量相等的紙片后稱量KOH固體

B.KOH固體樣品中混有K2O2

C.稱量好的固體放入燒杯中溶解未經冷卻直接轉移入容量瓶

D.未洗滌燒杯及玻璃棒直接向容量瓶中加水定容

E.定容時仰視刻度線

F.定容后搖勻，液面下降，再加水至刻度線

G.定容后搖勻，少量溶液濺出容量瓶

（4）步驟ⅱ中I2與KOH溶液反應生成的氧化產物和還原產物的物質的量之比為1：5，請寫出氧化產物的化學式：____________.

（5）步驟ⅲ中向溶液中滴加適量甲酸時，需打開活塞______________(填“a”“b”或“a和b”)

（6）實驗中，加入 HCOOH發生氧化還原反應的離子方程式為___________________________.

（7）實驗中KI的產率為________________%(結果保留一位小數)。

Answer 1

【答案】分液ABDBCKIO3b3HCOOH +IO3－=I + 3CO2↑+ 3H2O87.3

【解析】

I．分析實驗流程可知，海帶灰加水溶解后過濾將濁液分離固體和溶液，則溶液I含有提取的碘離子，將溶液I酸化再加入H2O2，將I-氧化為I2，加入萃取劑萃取碘，經操作a得到碘的有機溶液，操作a應為分液。向有基層中加入40%的NaOH溶液，碘和濃氫氧化鈉溶液發生岐化反應，溶液分層，因而操作b也是分液，溶液III經硫酸酸化發生歸中反應，又生成碘單質，經過濾分離出碘，以此解答（1）（2）題；

Ⅱ. 分析KI晶體的制備原理，I2與KOH溶液反應生成KIO3和KI，再用甲酸還原KIO3，將所得溶液蒸發濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，得KI產品，據此解答（3）~（7）題。

I．（1）根據以上分析，操作b是分離兩種互不相溶液體混合物的操作，該操作為分液；

因此，本題答案為：分液；

（2）試劑a是萃取碘水中碘的試劑，根據萃取劑的選擇要求，可以選用的是苯或CCl4 或直餾汽油，應選ABD，

因此，本題答案為：ABD；

Ⅱ.（3）A. KOH固體具有吸水性，能與空氣中二氧化碳反應，在紙片上稱量KOH固體，會使所稱量的KOH質量偏小，導致配得的溶液濃度偏低，故不選A；

B. 1molK2O2與水反應生成2molKOH，1molK2O2的質量為110g，而2molKOH的質量為112g，若KOH固體樣品中混有K2O2則使所配溶液中溶質KOH的物質的量增大，導致配得的溶液濃度偏高，故選B；

C. 溶液未經冷卻即注入容量瓶，冷卻后溶液體積縮小，導致濃度偏大，故選C；

D. 未洗滌燒杯及玻璃棒直接向容量瓶中加水定容，導致溶質的物質的量偏小，配制的溶液濃度偏低，故D不選；

E. 定容時仰視刻度線，導致溶液的體積偏大，所以配制溶液的濃度偏低，故不選E；

F.定容后搖勻，液面下降，再加水至刻度線，使溶液的體積增大，所配溶液濃度偏低，故F不選；

G.定容后搖勻，少量溶液濺出容量瓶，轉移到容量瓶中氫氧化鉀的質量減小，所配溶液濃度偏低，故G不選。

綜合以上分析，應選BC，

因此，本題答案為：BC；

（4）I2與KOH溶液反應，I2即被氧化又被還原，容易判斷還原產物為KI，若生成的氧化產物和還原產物的物質的量之比為1：5，根據得失電子守恒，可判斷出氧化產物中碘元素化合價為+5價，因此可推出氧化產物為KIO3，

因此，本題答案為：KIO3；

（5）步驟ⅲ中向溶液中滴加適量甲酸時，使用的是恒壓滴液漏斗，起到了平衡壓強作用，因此只需打開活塞b，即可以使甲酸順利滴下，

因此，本題答案為：b。

（6）由信息可知，加入甲酸的作用是還原碘酸鉀，HCOOH被氧化為CO2，根據得失電子守恒和電荷守恒寫出HCOOH發生氧化還原反應的離子方程式為3HCOOH +IO3－=I + 3CO2↑+ 3H2O，

因此，本題答案為：3HCOOH +IO3－=I + 3CO2↑+ 3H2O；

（7）由反應原理可知，理論上參加反應的I2都生成了KI，12.7g單質I2的物質的量為12.7g/254g/mol=0.05mol，則理論上全部生成KI為0.05mol×2=0.1mol，KI的理論產量為0.1mol×166g/mol=16.6g，則產率=(14.5g/16.6g)×100%=87.3%，

因此，本題答案為：87.3。