Question

碘溶于碘化鉀溶液中形成I₃^-，并建立如下平衡：I₃^-═I^-+I₂．實驗室可以通過氧化還原滴定法測定平衡時I₃^-的濃度
實驗原理：為了測定平衡時的c（I₃^-），可用過量的碘與碘化鉀溶液一起搖動，達平衡后取上層清液用標準的Na₂S₂O₃滴定：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．由于溶液中存在I₃^-═I^-+I₂的平衡，所以用硫代硫酸鈉溶液滴定，最終測得的是I₂和I₃^-的總濃度，設為c₁，c₁=c（I₂）+c（I₃^-）；c（I₂） 的濃度可用相同溫度下，測過量碘與水平衡時溶液中碘的濃度代替，設為c₂，則c（I₂）=c₂，c（I₃^-）=c₁-c₂；
實驗內容：
1．用一只干燥的100mL 碘量瓶和一只250mL碘量瓶，分別標上1、2號，用量筒取80mL 0.0100mol．L^-1KI于1號瓶，取200mL 蒸餾水于2號瓶，并分別加入0.5g過量的碘．
2．將兩只碘量瓶塞好塞子，振蕩30分鐘，靜置．
3．分別取上層清液20mL用濃度為c mol/L標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定．1號瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，2號瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液．
4．帶入數(shù)據(jù)計算c（I₃^-）
試回答下列問題
（1）標準Na₂S₂O₃溶液應裝入______（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），原因是______．
（2）碘量瓶在震蕩靜置時要塞緊塞子，可能的原因是______
（3）滴定時向待測液中加入的指示劑是______，到達滴定終點時的現(xiàn)象為______．
（4）用c、V₁ 和V₂ 表示c（I₃^-）為______mol?L^-1．
（5）若在測定1號瓶時，取上層清液時不小心吸入了少量的I₂固體，則測定的c（I₃^-）______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

解：（1）Na₂S₂O₃溶液是強堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性，所以標準Na₂S₂O₃溶液應裝入堿式滴定管中，
故答案為：堿式滴定管；Na₂S₂O₃溶液是強堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性；
（2）由于碘離子具有還原性，而空氣中含有氧氣，氧氣能氧化碘離子，所以碘量瓶在震蕩靜置時要塞緊塞子的原因是防止I^-被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：防止I^-被空氣中的氧氣氧化；
（3）由于碘遇淀粉顯藍色，所以滴定時向待測液中加入的指示劑是淀粉，到達滴定終點時的現(xiàn)象為溶液恰好由藍色變成無色，且半分鐘內不褪色，
故答案為：淀粉；溶液恰好由藍色變成無色，且半分鐘內不褪色；
（4）1號瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，由2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆可知，20ml溶液中I₂和I₃^-的總物質的量=×V₁×10^-3L×c mol/L=0.5cV₁×10^-3 mol；
2號瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液，可知20mL溶液中I₂的物質的量=×V₂×10^-3L×c mol/L=0.5cV₂×10^-3 mol，
故c（I₃^-）==mol/L，
故答案為：mol/L；
（5）如果取上層清液時不小心吸入了少量的I₂固體，則1號瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，由c（I₃^-）=mol/L可知，測定結果偏大，
故答案為：偏大．
分析：（1）Na₂S₂O₃溶液是強堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性，所以標準Na₂S₂O₃溶液應裝入堿式滴定管中；
（2）由于碘離子具有還原性，而空氣中含有氧氣，氧氣能氧化碘離子，防止I^-被空氣中的氧氣氧化；
（3）由于碘遇淀粉顯藍色，所以滴定時向待測液中加入的指示劑是淀粉；到達滴定終點時的現(xiàn)象為溶液恰好由藍色變成無色，且半分鐘內不褪色；
（4）根據(jù)1號瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，結合方程式計算20ml溶液中I₂和I₃^-的總物質的量；根據(jù)2號瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，結合方程式計算20ml溶液中I₂的物質的量，進而計算I₃^-的物質的量，根據(jù)c=計算；
（5）如果取上層清液時不小心吸入了少量的I₂固體，則1號瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，結合（4）中c（I₃^-）表達式判斷．
點評：本題本題以碘化鉀溶液中碘離子濃度的測定的有關實驗探究為載體，考查氧化還原滴定、化學計算、碘元素單質及化合物的性質等，根據(jù)步驟理解測定原理是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度較大．