Question

加碘食鹽中加入的碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，常溫下很穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解．在酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應(yīng)．
（1）工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：

已知步驟①反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為6I₂+11KClO₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑．其中KH（IO₃）₂中I元素的化合價是______．碘酸鉀的溶解度見表：

溫度/℃	20	40	60	80
KIO3/100gH2O	8.08	12.6	18.3	24.8

操作③得到碘酸鉀晶體的方法是______．
（2）加碘食鹽中碘元素的測定．
①已知：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
學(xué)生甲設(shè)計的實(shí)驗步驟如下：
步驟1：準(zhǔn)確稱取w g食鹽，加適量蒸餾水使其完全溶解；
步驟2：用稀硫酸酸化所得食鹽溶液，加入過量KI溶液充分混合；
步驟3：以淀粉為指示劑，逐滴加入2.0×10^-3 mol?L^-1的Na₂S₂O₃10.0mL，恰好反應(yīng)完全．則食鹽樣品中的碘元素含量是______mg?kg^-1（以含w的代數(shù)式表示）．
②學(xué)生乙另取純凈的NaCl進(jìn)行了下列實(shí)驗：

實(shí)驗步驟	實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象
步驟1	取1g純凈的NaCl，加3mL水配成溶液．	溶液無變化
步驟2	滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1 mol?L-1KI溶液，振蕩．	溶液無變化
步驟3	然后再滴入1滴1 mol?L-1的H2SO4，振蕩．	溶液變藍(lán)色

實(shí)驗中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因是______（用離子方程式表示）．
③根據(jù)學(xué)生乙的實(shí)驗結(jié)果，學(xué)生甲測得的食鹽中碘元素的含量可能______（填“偏高”、“偏低”或“準(zhǔn)確”）．原因是______．

Answer 1

解：（1）KH（IO₃）₂中鉀元素化合價是+1，氫元素化合價+1，氧元素的化合價是-2價，根據(jù)化合價規(guī)則可以確定碘元素的化合價是+5，碘酸鉀的物質(zhì)的量隨著溫度升高而增大，所以從碘酸鉀溶液獲得晶體可以采用降溫結(jié)晶的方法，故答案為：+5；降溫結(jié)晶；
（2）①根據(jù)化學(xué)方程式：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可以得出Na₂S₂O₃和KIO₃之間的關(guān)系式，設(shè)碘酸鉀的物質(zhì)的量是x，
2S₂O₃^2-～I(xiàn)₂ ～KIO₃

2
2.0×10^-3 mol?L^-1×0.010L x
，解得x=×10^-5mol，
食鹽樣品中的碘元素含量是×100%=（或?qū)懗?img class='latex' src='http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/416354.png' />）mg?kg^-1
故答案為：（或?qū)懗?img class='latex' src='http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/416354.png' />）；
②碘單質(zhì)遇到淀粉會顯示藍(lán)色，因為發(fā)生反應(yīng)：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O，故答案為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；
③過量的I^-會被空氣中的氧氣氧化為I₂，所以學(xué)生甲測得的食鹽中碘元素的含量會偏高，故答案為：偏高；過量的I^-會被空氣中的氧氣氧化為I₂．
分析：（1）KH（IO₃）₂中鉀元素化合價是+1，氫元素化合價+1，氧元素的化合價是-2價，根據(jù)化合價規(guī)則可以確定碘元素的化合價，根據(jù)物質(zhì)的溶解度可以確定溶液獲得晶體的方法；
（2）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式獲得Na₂S₂O₃和KIO₃之間的關(guān)系，根據(jù)關(guān)系式進(jìn)行計算；在酸性環(huán)境下，氧氣可以將碘離子氧化為碘單質(zhì)；
（3）根據(jù)碘離子和碘單質(zhì)之間的關(guān)系情況確定實(shí)驗誤差產(chǎn)生的原因．
點(diǎn)評：本題是一道物質(zhì)分離和提純以及中和滴定知識的綜合實(shí)驗題，要求學(xué)生具有知識遷移和應(yīng)用的能力，難度不大．