Question

我國中醫(yī)藥已有數(shù)千年歷史，其獨特的療效使得經(jīng)深加工的中藥商品正逐步進入國際市場，但國外在進口中藥的重金屬元素和有毒元素的含量等各項指標檢查是非常嚴格的，因此把好出口中藥的質量關是非常重要的．以下介紹了分析實驗室對中草藥中可能的殘余有毒元素砷的檢驗方法和步驟（As在中草藥中主要以As₂O₃的形式存在）：
①取1000g中草藥樣品進行前期處理制得待測溶液，此時樣品中可能含有的砷元素將轉化為H₃AsO₃；
②將待測溶液轉移入250mL錐形瓶中，并加入2～3滴0.2%的淀粉溶液；
③用標準碘溶液滴定待測定溶液至終點，消耗20.25ml 標準I₂溶液，其中發(fā)生反應：
H₃AsO₃+I₂+H₂O→H₃AsO₄+I^-+H⁺（未配平）
試回答下列問題：
（1）簡述如何對少量的中草藥樣品進行前期處理制得待測溶液？

 

．
（2）配平離子反應方程式：

 

H₃AsO₃+

 

I₂+

 

H₂O=

H₃AsO₄+

 

I^-+

 

H⁺
（3）0.2%的淀粉溶液的作用是

 

，如何判斷滴定到達終點？

 

．
（4）題中所用標準碘溶液并非將碘單質直接溶解于蒸餾水中制得，而是由0.1070g純KIO₃、過量的KI以及酸混合，并將其準確稀釋到1000mL而制得，請用一個離子反應方程式說明標準碘溶液形成過程

 

．
（5）我國《藥用植物及制劑進口綠色行業(yè)標準》中限定：綠色中藥的砷含量不超過2.000mg/kg，試計算說明該中草藥樣品是否合格？（不需計算過程）計算可知該樣品砷含量約為

 

mg/kg，故該草藥樣品

 

（填“合格”或“不合格”）．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,化學方程式的有關計算,氧化還原反應方程式的配平,物質的檢驗和鑒別的實驗方案設計

專題：實驗題

分析：（1）類似于海帶中碘的提取與檢驗：取少量樣品于坩鍋內灼燒成灰，將灰轉移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過濾，取濾液恢復至室溫后得待測溶液；
（2）反應中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合價由+3價升高為+5價，共升高2價．I₂→I^-，I元素的化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故H₃AsO₃的系數(shù)為1，I₂的系數(shù)為1，再結合原子守恒、電荷守恒配平其它物質系數(shù)；
（3）淀粉在與碘有關的氧化還原滴定中常用作指示劑，反應的變化為：I₂→I^-，故顏色變化為由藍色變?yōu)闊o色，且要半分鐘不變色；
（4）由于碘單質難溶于水，易于I^-絡合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有強還原性，在酸性條件下發(fā)生氧化還原還應，由價態(tài)歸中，生成I₂，再用化合價升降法配平即可；
（5）由多步反應得：As～I₂～

1

3

IO₃^-，據(jù)此計算1kg藥品中As元素的質量，據(jù)此計算判斷．

解答： 解：（1）類似于海帶中碘的提取與檢驗，將樣品灼燒后在蒸餾水中溶解使有效成分溶解．利用過濾得到所需待測溶液，操作步驟為：取少量樣品于坩鍋內灼燒成灰，將灰轉移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過濾，取濾液恢復至室溫后得待測溶液，
故答案為：取少量樣品于坩鍋內灼燒成灰，將灰轉移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過濾，取濾液恢復至室溫后得待測溶液；
（2）反應中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合價由+3價升高為+5價，共升高2價．I₂→I^-，I元素的化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故H₃AsO₃的系數(shù)為1，I₂的系數(shù)為1，再結合原子守恒、電荷守恒配平其它物質系數(shù)，配平后方程式為：H₃AsO₃+I₂+H₂O=H₃AsO₄+2I^-+2H⁺，
故答案為：1；1；1；1；2；2；
（3）淀粉在與碘有關的氧化還原滴定中常用作指示劑，反應的變化為：I₂→I^-，故顏色變化為由藍色變?yōu)闊o色，且要半分鐘不變色，
故答案為：作為指示劑以判斷滴定的終點；溶液由藍色變?yōu)闊o色，保持半分鐘不變色；
（4）由于碘單質難溶于水，易于I^-絡合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有強還原性，在酸性條件下發(fā)生氧化還原還應，價態(tài)歸中，生成I₂，再用化合價升降法配平可得：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（5）由多步反應得：As～I₂～

1

3

IO₃^-，
                  75    

1

3

×175
                  m      0.1070g×

20.25

1000

則75：m=

1

3

×175：0.1070g×

20.25

1000

，
解得m（As）=0.002786g，則含量為：0.002786×

1000mg

1kg

=2.786mg/kg＞2.000mg/kg，故不合格，
故答案為：2.786；不合格．

點評：本題考查物質含量的測定，為高頻考點，涉及氧化還原反應、滴定及離子反應、關系式的計算等，側重分析與計算能力的考查，題目難度中等．