Question

10．食鹽加碘劑的主要成份是碘酸鉀（KIO₃）．工業(yè)上可用碘為原料通過電解制備碘酸鉀．
【實驗一】在已經(jīng)提取氯化鈉、溴、鎂等化學物質后的富碘鹵水中，采用下面的工藝流程生產單質碘：

（1）寫出步驟②的離子方程式2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-．
（2）上述生產流程中，可以利用的副產物是Ag．
（3）分離I₂和丁的方法是萃�。�
【實驗二】電解制取KIO₃，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：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．
（4）電解時，陽極上發(fā)生反應的電極反應式為2I^--2e^-=I₂ 或I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；電解過程中陰極附近溶液pH變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．
【實驗三】電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實驗過程如下：

（5）步驟②的操作名稱冷卻結晶，步驟④洗滌晶體的目的是洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質．

Answer 1

分析 實驗一：富碘鹵水中含有I^-，加入硝酸銀發(fā)生：Ag⁺+I^-═AgI↓，過濾水洗后的甲為AgI，加入Fe攪拌，可得Ag和FeI₂，向其中通Cl₂，發(fā)生2FeI₂+3Cl₂═2I₂+2FeCl₃，由于加入的Fe過量，所以先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸與Ag反應制得AgNO₃溶液．分離I₂和FeCl₃溶液方法是加入苯、汽油、CCl₄等有機溶劑進行萃取，以此解答該題；
實驗二：陽極附近的陰離子有碘離子、碘酸根離子和氫氧根離子，電解過程中陽極上碘離子失電子生成IO₃^-，陰極上氫離子放電生成氫氣；
實驗三：從熱溶液中析出晶體的方法是冷卻結晶；洗滌后的晶體要進行干燥；洗滌晶體的目的：洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質．

解答 解：（1）FeI₂具有還原性，與充足的氯氣發(fā)生氧化還原反應生成I₂和FeCl₃，反應的離子方程式為2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-；
（2）由流程圖可看出，副產物為Ag，由于加入的Fe過量，所以先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸與Ag反應制得AgNO₃溶液，
故答案為：Ag；
（3）丁為FeCl₃，分離I₂和FeCl₃溶液方法是加入苯、汽油、CCl₄等有機溶劑進行萃取，
故答案為：萃取；
（4）陽極附近的陰離子有碘離子、碘酸根離子和氫氧根離子，電解過程中陽極上碘離子失電子生成IO₃^-，電極方程式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以陰極現(xiàn)象：有氣泡產生，破壞水的電離平衡正向進行，溶液中氫氧根離子濃度增大，PH增大；
故答案為：2I^--2e^-=I₂ 或I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；變大；
（5）從熱溶液中析出晶體的方法是：冷卻結晶；洗滌后的晶體有水分，所以要進行干燥；過濾后得到的晶體上吸附部分氫氧化鉀等雜質，為得到較純凈的碘酸鉀晶體，所以要進行洗滌．
故答案為：冷卻結晶；洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質．

點評 本題考查了碘的物理性質、電解原理、碘離子的檢驗等性質，難度不大，明確酸性條件下碘離子和碘酸根離子能生成碘單質，堿性條件下，碘能和氫氧根離子生成碘離子和碘酸根離子．