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碘酸鉀是一種白色粉末,無臭無味,加碘食鹽中常加入它,國家規定每千克食鹽中應含40~50mg碘酸鉀酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑,與氫碘酸、二氧化硫等還原性物制質作用,被還原為單質碘,在堿性介質中,碘酸鉀能被氯氣、次氫酸鹽等氧化為高碘酸鉀.碘酸鉀在常溫下穩定,加熱至560℃開始分解.工業生產碘酸鉀的流程如下,在反應器中發生反應的化學方程式為:6I2+11KClO3+3H2O--6KH(IO32+5KCl+3Cl2

(1)④的操作名稱可能是
 

(2)步驟②中,用稀硝酸酸化而不用氫碘酸(HI),其原因可能是
 

(3)步驟③要保持溶液微沸1小時是為了排出
 
,排出該物質的原因為
 

(4)X的化學式為
 
寫出用試劑X調節pH的化學方程式
 

(5)實驗中涉及兩次過濾,在實驗室進行過濾實驗中,用到的玻璃儀器有
 

(6)已知:IO3-+I-+H+→I2+H2O(未配平),I2+2S2O32-→2I-+S4O62-.某學生測定食用精制鹽的碘化鉀的含量,其步驟為
a 準確稱取wg食鹽,加適量蒸餾水使其完全溶解;
b 用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3與KI反應完全;
c加入物質的量濃度為2.0×10-3mol?L-1的Na2S2O3溶液40.0mL,
d 以淀粉為指示劑,逐滴加入1.00×10-3mol?L-1碘水10.0mL恰好反應完全.
Ⅰ判斷d中恰好反應完全的現象是
 

Ⅱ配平方程式:
 
IO3-+
 
I-+
 
H+
 
I2+
 
H2O
Ⅲ根據以上實驗,所測精制鹽中碘酸鉀含量是(以含w的代數式表示)
 
mg/kg.
考點:制備實驗方案的設計,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用
專題:實驗設計題
分析:(1)從溶液中得到晶體,應對溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶操作;
(2)酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑,HI具有還原性;
(3)由題中信息可知,在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀;
(4)調節溶液pH,可加入KOH或K2CO3,以防止引入新雜質;
(5)過濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等;
(6)酸性條件下,碘酸鉀和碘化鉀發生氧化還原反應生成碘,方程式為KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,碘和Na2S2O3發生氧化還原反應,方程式為I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,結合反應的方程式計算.
解答: 解:(1)從溶液中得到晶體,應對溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶操作,故答案為:(蒸發濃縮)冷卻結晶;
(2)步驟中產生氯氣,需要將氯氣排出反應體系,加入硝酸的目的是制造酸性環境,促進氯氣從反應體系中逸出,酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑,HI具有還原性,能將已生成的碘酸氫鉀還原,
故答案為:碘酸鉀與氫碘酸反應產生碘,減少碘酸鉀產量;
(3)由題中信息可知,在堿性條件下碘酸鉀能被氯氣氧化為高碘酸鉀,所以應將氯氣排出,故答案為:氯氣;防止碘酸鉀被氯氣氧化減少產量(或生成KI04,影響碘酸鉀的質量);
(4)調節溶液pH,可加入KOH或K2CO3,以防止引入新雜質,反應的方程式為KH(IO32+KOH=KIO3+H2O (或2KH(IO32+K2CO3=4KIO3+H2O+CO2↑),
故答案為:KOH (或K2CO3); KH(IO32+KOH=KIO3+H2O (或2KH(IO32+K2CO3=4KIO3+H2O+CO2↑);
(5)過濾用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯等,故答案為:漏斗、玻璃棒、燒杯;
(6)I.碘遇淀粉變藍色,所以溶液呈藍色,隨反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-進行,溶液中沒有碘,溶液由藍色為無色,說明反應到終點,
故答案為:最后滴入一滴碘液產生藍色且30s不褪色;
II.酸性條件下,碘酸鉀和碘化鉀發生氧化還原反應生成碘,方程式為KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,反應的離子方程式為 IO3-+5I-+6H+=3 I2+3 H2O,
故答案為:1;5;6;3;3;
III.酸性條件下,碘酸鉀和碘化鉀發生氧化還原反應生成碘,方程式為KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,碘和Na2S2O3發生氧化還原反應,方程式為I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
n(Na2S2O3)=2.0×10-3mol?L-1×0.04L=8×10-5mol,
加入n(I2)=1.00×10-3mol?L-1×0.01L=1.00×10-5mol,與I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可知消耗2.00×10-5molNa2S2O3
則應有6.00×10-5molNa2S2O3與用稀硫酸酸化所得溶液反應,
反應的關系式為KIO3~3I2~6Na2S2O3
            1          6
            n         6.00×10-5mol
n=1.00×10-5mol,
所以精制鹽中碘酸鉀含量是
1.00×10-5mol×214g/mol×1000mg/g
w×10-3Kg
=
2140
w
mg/kg,
故答案為:
2140
w
點評:本題以工業生產碘酸鉀為載體,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,內容涉及方程式配平、對工藝流程的理解評價、方案設計等,難度中等,是對知識的綜合運用和能力的考查.
練習冊系列答案
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