Question

 

碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO₃)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如圖所示。請回答下列問題：

(1)碘是                      (填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用                 方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。

(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：3I₂+6KOH=5KI+KIO₃+3H₂O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                ；陰極上觀察到的實驗現(xiàn)象是                          。

(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗電解液中是否有I^—。請設(shè)計一個檢驗電解液中是否有I^—的實驗方案，并按要求填寫下表。

要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實驗儀器及相關(guān)用品自選。

試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。

(4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：

步驟②的操作名稱是                      ，步驟⑤的操作名稱是                   。步驟④洗滌晶體的目的是                                                           。

Answer 1

（1）紫黑色    升華

（2）    有氣泡產(chǎn)生

（3）

（4）冷卻結(jié)晶    干燥   洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)

解析:

本題以元素化合物知識為載體考查了電化學原理中電極反應(yīng)式的書寫、離子檢驗、物質(zhì)制備等，綜合性很強，考查學生知識的綜合運用能力。碘是紫黑色固體，易升華，此性質(zhì)可用于分離提純。電解時陽極上碘離子失電子生成單質(zhì)碘，生成的單質(zhì)碘與堿可反應(yīng)。電極反應(yīng)式為2I^—－e^-－=I₂,或者：I^- －6e^-+6OH^-=IO₃^-+3H₂O。陰極上生成氫氣。碘離子與碘酸根在酸性條件下反應(yīng)生成單質(zhì)碘，利用此性質(zhì)可檢驗碘離子的存在。取少量陽極區(qū)的電解液于試管中，加硫酸酸化，然后加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍，若變藍說明有碘離子。 電解液蒸發(fā)濃縮后，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得碘酸鉀晶體。洗滌的目的是除去氫氧化鉀等雜質(zhì)。

【比較辨析】原電池和電解池均是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的，原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極發(fā)生還原反應(yīng)，電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即二者都是將氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)拆分在兩個不同的電極發(fā)生。但是原電池必須以自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，而電解池一般是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，通過外加電源的作用使其發(fā)生，當然自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)也可以在電解池中進行。