Question

6．碘酸鉀作為食鹽-碘添加劑，而碘化鉀則是化工生產中一種重要原料．還原法生產碘化鉀是由碘與氫氧化鉀反應生成碘酸鉀后，用甲酸還原而得，其主要流程如圖．

請回答下列問題：
（1）判斷“合成”過程中，碘是否已完全反應的方法是取少量反應后的混合液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已完全反應，反之則未完全反應．
（2）操作a所用的主要玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、漏斗．操作b包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶．
（3）寫出“合成”過程中，HCOOH參與的離子反應方程式：3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑．
（4）測定產品中KI含量的方法是：
a．稱取3.340g樣品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入足量KIO₃，用少量稀硫酸酸化，使KIO₃與KI反應完全；
c．以淀粉為指示劑，用0.2400mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗溶液體積平均值為10.00mL．
已知：I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-（無色）．
①測定過程所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有250mL容量瓶、滴定管．
②該樣品中KI的質量分數(shù)為0.994或99.4%．（保留3位有效數(shù)字）
③若滴速太慢，這樣測得的KI的質量分數(shù)可能偏大（填“不受影響”、“偏低”或“偏高”）．
（5）有學生選用家庭廚房中的有關調料（如黃酒、白醋、醬油、味精等），用簡便方法來檢測是否是加碘食鹽．通過實踐，發(fā)現(xiàn)廠商只要在食鹽包裝的封口處夾一條碘化鉀淀粉試紙，并在袋上注明使用方法就能鑒別真?zhèn)危�現(xiàn)請你寫出檢測使用說明書取少量食鹽樣品放入小碗（或玻璃杯）中，加少量白醋，用筷子攪拌片刻，然后蘸取液體點在試紙上，如果試紙變藍即為加碘鹽，否則不是碘鹽．

Answer 1

分析 由碘與氫氧化鉀反應生成碘酸鉀后，用甲酸還原碘酸鉀生成KI和二氧化碳氣體，調節(jié)溶液pH過濾除去雜質，溶液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、分離、干燥可得到碘化鉀，
（1）可用淀粉檢驗碘是否完全反應；
（2）操作a的目的分離固體和液體，所以操作a為過濾，據(jù)此寫儀器名稱，KI的溶解度隨溫度的影響較大，要從KI溶液中獲得KI晶體，可以通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶的方法；
（3）由題意可知甲酸還原碘酸鉀生成KI和二氧化碳氣體，同時生成水；
（4）測定產品中KI含量使用容量瓶和滴定管，使用前必須檢查是否漏水；結合關系式法計算；若滴速太慢，Na₂S₂O₃容易被空氣中的氧氣氧化；
（5）可用試紙與食鹽在酸性條件下發(fā)生反應制備碘，廚房中可用醋酸酸化．

解答 解：由碘與氫氧化鉀反應生成碘酸鉀后，用甲酸還原碘酸鉀生成KI和二氧化碳氣體，調節(jié)溶液pH過濾除去雜質，溶液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、分離、干燥可得到碘化鉀，
（1）可用淀粉檢驗碘是否完全反應，操作方法為取少量反應后的混合液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已完全反應；反之，則未完全反應，
故答案為：取少量反應后的混合液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已完全反應，反之則未完全反應；
（2）操作a的目的分離固體和液體，所以操作a為過濾，所需儀器名稱為玻璃棒、燒杯、漏斗，KI的溶解度隨溫度的影響較大，要從KI溶液中獲得KI晶體，可以通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶的方法，故操作b應包含蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，
故答案為：玻璃棒、燒杯、漏斗；蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
（3）甲酸還原碘酸鉀生成KI和二氧化碳氣體，同時生成水，反應的離子方程式為3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑，
故答案為：3HCOOH+IO₃^-=I^-+3H₂O+3CO₂↑；
（4）①測定產品中KI含量使用容量瓶和滴定管，使用前必須檢查是否漏水，
故答案為：250mL容量瓶、滴定管；
②KIO₃與KI反應完全的化學方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
反應的關系式為5I^-～3I₂～6S₂O₃^2-，n（Na₂S₂O₃）=0.2400mol/L×0.01L=2.4×10^-3mol，
由關系式可知n（KI）=2.4×10^-3mol×$\frac{5}{6}$=2×10^-3mol，
則3.340g樣品中含有KI的質量為2×10^-3mol×$\frac{250}{25}$×166g/mol=3.32g，
則樣品中KI的質量分數(shù)為$\frac{3.32}{3.34}$=0.994或99.4%，
故答案為：0.994或99.4%；
③若滴速太慢，Na₂S₂O₃容易被空氣中的氧氣氧化，則消耗Na₂S₂O₃溶液的體積偏大，所以測得的KI的質量分數(shù)可能偏大，
故答案為：偏大；
（5）可用試紙與食鹽在酸性條件下發(fā)生反應制備碘，廚房中可用醋酸酸化，方法為取少量食鹽樣品放入小碗（或玻璃杯）中，加少量白醋，用筷子攪拌片刻，然后蘸取液體點在試紙上，如果試紙變藍即為加碘鹽，否則不是碘鹽，
答：取少量食鹽樣品放入小碗（或玻璃杯）中，加少量白醋，用筷子攪拌片刻，然后蘸取液體點在試紙上，如果試紙變藍即為加碘鹽，否則不是碘鹽．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質的分離、提純以及含量的測定等知識，為高考常見題型，側重于學生的分析、實驗和計算能力的考查，題目難度中等，本題注意從質量守恒的角度利用關系式法計算純度．