Question

18．高碘酸鉀（KIO₄）為無色晶體，在分析化學中常用作氧化劑．
Ⅰ．高碘酸鉀的制備
步驟①稱取1.270g 碘溶于適量的水中，通入足量氯氣將I₂氧化為高碘酸（HIO₄）．
步驟②向步驟①所得溶液中加入適量氫氧化鉀溶液中和．
步驟③將步驟②所得溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶等操作得KIO₄晶體．
（1）步驟①將I₂氧化為HIO₄，至少需要消耗0.784 L（標準狀況）Cl₂．
（2）步驟①所得溶液用0.200mol•L^-1KOH溶液中和至中性時（HIO₄為強酸，假定溶液中不含Cl₂和HClO），則消耗0.200mol•L^-1KOH溶液的體積為400mL．
Ⅱ．用高碘酸鉀測定甘油的含量


（3）用0.2000mol•L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定時，判斷達到滴定終點的現象是滴入最后一滴標準液時，溶液藍色剛好褪去，且保持30秒不恢復原來的顏色．
（4）已知滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，計算甘油樣品的純度（請給出計算過程）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據電子得失守恒可知，將I₂氧化為HIO₄時，有關系式I₂～7Cl₂，根據碘的質量可計算出氯氣的量；
（2）根據碘元素守恒可知，1.270g I₂氧化為高碘酸時，HIO₄的物質的量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$=0.005mol，同時生成氯化氫的物質的量為0.07mol，與氫氧化鉀反應的關系式為7HCl～HIO₄～KOH，據此計算氫氧化鉀溶液的體積；
Ⅱ．（3）碘溶液中有淀粉，所以溶液呈藍色，用Na₂S₂O₃標準溶液滴定達到滴定終點時溶液的藍色會褪去，據此判斷；
（4）根據題中的反應方程式可得關系式C₃H₈O₃～$\frac{1}{2}$HIO₃，I₂～2Na₂S₂O₃，3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂），
碘量瓶中n（HIO₃）+ n（HIO₄）=n（KIO₄）=0.0230 mol•L×25.00mL×10^-3 L•mL=5.750×10^-4 mol…①
滴定時：3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.2000 mol•L×20.00mL×10^-3 L•mL^-1=2.000×10^-3 mol…②
根據①②可求得與C₃H₈O₃反應的HIO₃，根據HIO₃的物質的量可計算出甘油的質量，進而確定樣品的純度；

解答 解：Ⅰ．（1）根據電子得失守恒可知，將I₂氧化為HIO₄時，有關系式I₂～7Cl₂，1.270g 碘的質量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$=0.005mol，所以消耗的氯氣的物質的量為0.035mol，其體積為0.035mol×22.4L/mol=0.784L，
故答案為：0.784；
（2）根據碘元素守恒可知，1.270g I₂氧化為高碘酸時，HIO₄的物質的量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$×2=0.01mol，同時生成氯化氫的物質的量為0.07mol，與氫氧化鉀反應的關系式為7HCl～HIO₄～KOH，所以氫氧化鉀溶液的體積為$\frac{0.01mol}{0.200mol•{L}^{-1}}$×8=0.05L×8=400mL，
故答案為：400；
Ⅱ．（3）碘溶液中有淀粉，所以溶液呈藍色，所以用Na₂S₂O₃標準溶液滴定，判斷達到滴定終點的現象是滴入最后一滴標準液時，溶液藍色剛好褪去，且保持30秒不恢復原來的顏色，
故答案為：滴入最后一滴標準液時，溶液藍色剛好褪去，且保持30秒不恢復原來的顏色；
（4）根據題中的反應方程式可得關系式C₃H₈O₃～$\frac{1}{2}$HIO₃，I₂～2Na₂S₂O₃，3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂），
碘量瓶中n（HIO₃）+ n（HIO₄）=n（KIO₄）=0.0230 mol•L×25.00mL×10^-3 L•mL=5.750×10^-4 mol…①
 滴定時：3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.2000 mol•L×20.00mL×10^-3 L•mL^-1=2.000×10^-3 mol…②
 ①×4-②得 n（HIO₃）=3.000×10^-4 mol
n（C₃H₈O₃）=$\frac{1}{2}$n（HIO₃）=1.500×10^-4 mol
 w（C₃H₈O₃）=$\frac{1.5×1{0}^{-4}×92×10}{0.150}$×100%=92.00%，
答：甘油樣品的純度為92.00%．

點評 本題以高碘酸鉀的制備以及測定甘油的含量為載體，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，內容涉及方程式計算、氧化還原滴定、實驗基本操作等，難度中等，是對知識的綜合運用和能力的考查．