Question

11．2014年8月關于“食鹽加碘”的問題被廣大醫(yī)療專家、沿海居民熱議，在社會引起廣泛關注．某地市場銷售的某種食用精制鹽包裝袋上有如下說明．

產(chǎn)品標準	GB5461
產(chǎn)品等級	一級
配  料	食鹽、碘酸鉀、抗結劑
碘含量（以I計）	20～50mg/kg

（1）碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生如下反應，配平化學方程式（將化學計量數(shù)填于空白處）：
1KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
（2）上述反應生成的I₂用四氯化碳萃�。�向碘的四氯化碳溶液中加入酸化的Na₂SO₃稀溶液，將I₂還原，以回收四氯化碳．
①Na₂SO₃稀溶液與I₂反應的離子方程式是I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
②某學生設計回收四氯化碳的操作步驟為：
a．將碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；
b．加入適量Na₂SO₃稀溶液；
c．分離出下層液體．
以上設計中遺漏的操作及在上述步驟中的位置是在步驟b后，增加操作：將分液漏斗充分振蕩后靜置．
（3）已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-．某學生測定食用精制鹽的碘含量，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．以淀粉溶液為指示劑，逐滴加入物質(zhì)的量濃度為2.0×10^-3 mol/L的Na₂S₂O₃溶液10.0mL，恰好反應完全．
①判斷c中反應恰好完全所依據(jù)的現(xiàn)象是滴最后一滴溶液，由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色．
②b中反應所產(chǎn)生的I₂的物質(zhì)的量是1.0×10^-5mol．
③根據(jù)以上實驗和包裝袋說明，所測精制鹽的碘含量是（以含w的代數(shù)式表示）$\frac{423}{w}$mg/kg．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氧化還原反應的元素化合價變化升低相同，結合質(zhì)量守恒配平；
（2）①Na₂SO₃稀溶液與I₂反應，Na₂SO₃被氧化為硫酸鈉，I₂被還原為I^-，結合反應的電荷守恒和原子守恒配平；
溶液呈藍色，隨反應I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色；
②Na₂SO₃稀溶液與碘的四氯化碳溶液不互溶，分層，要使Na₂SO₃與碘反應，應充分振蕩使其接觸；
（3）①溶液呈藍色，隨反應I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色；
②根據(jù)（1）中反應方程式計算；
③根據(jù)I原子守恒找出碘酸鉀中碘原子與碘單質(zhì)的關系式分析計算．

解答 （1）：該反應中化合價的變化為：KIO₃→I₂，I元素由+5價→0價，一個KIO₃分子得5個電子；KI→I₂，I元素由-1價→0價，一個KI分子失一個電子，所以得失電子的最小公倍數(shù)為5，KIO₃的計量數(shù)為1，KI的計量數(shù)為5，其它元素根據(jù)原子守恒配平，所以反應方程式為KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，
故答案為：1；5；3；3；3；3；
（2）①Na₂SO₃稀溶液與I₂反應，Na₂SO₃被氧化為硫酸鈉，I₂被還原為I^-，反應的離子方程式是：I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
②Na₂SO₃稀溶液與碘的四氯化碳溶液不互溶，分層，要使Na₂SO₃與碘反應，應充分振蕩使其接觸．所以在步驟b后，增加操作：將分液漏斗充分振蕩后靜置，
故答案為：在步驟b后，增加操作：將分液漏斗充分振蕩后靜置；
（3）①碘遇淀粉變藍色，所以溶液呈藍色，隨反應I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色，說明反應到終點，判斷c中反應恰好完全所依據(jù)的現(xiàn)象是：滴最后一滴溶液，由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：滴最后一滴溶液，由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色；
②Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量是：2.0×10^-3mol/L×0.01L=2.0×10^-5mol，根據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-可知，b中反應所產(chǎn)生的I₂的物質(zhì)的量是：2.0×10^-5mol×$\frac{1}{2}$=1.0×10^-5mol，故答案為：1.0×10^-5；
③根據(jù)KIO₃+5KI+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O可知
                       I～KIO₃～3I₂
碘酸鉀中的碘  127g         3mol   
                       m         1.0×10^-5mol
則：m=$\frac{127}{3}$×10^-5g，
所以每千克食鹽中含碘質(zhì)量為：$\frac{1000g}{wg}$×$\frac{127}{3}$×10^-5g=$\frac{0.423}{w}$g=$\frac{423}{w}$mg，
則所測精制鹽的碘含量是：$\frac{423}{w}$mg/kg，
故答案為：$\frac{423}{w}$．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．