Question

【題目】碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補(bǔ)充碘可防止碘缺乏病．碘酸鉀（KIO3）是國(guó)家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水．碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過(guò)氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘．以碘為原料，通過(guò)電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）碘是物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室常用方法來(lái)分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘．
（2）寫出碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過(guò)氧化氫反應(yīng)的離子方程式：
（3）電解前，先將一定量的精制碘溶于過(guò)量氫氧化鉀溶液，溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽(yáng)極區(qū)．另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻．圖中的序號(hào)3應(yīng)為離子交換膜（填“陽(yáng)”或“陰”）；電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ．
（4）教材中利用KI與空氣的反應(yīng)來(lái)探究反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系，現(xiàn)有1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2SO4溶液、淀粉溶液，則實(shí)驗(yàn)時(shí)這幾種試劑的加入順序?yàn)椋篕I溶液、、；反應(yīng)的離子方程式為 ．
（5）已知KI+I2KI3 ， 將I2溶于KI溶液，在低溫條件下，可制得KI3H2O．該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適？（填“是”或“否”），并說(shuō)明理由 ． 為了提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性，可加穩(wěn)定劑減少碘的損失．下列物質(zhì)中有可能作為穩(wěn)定劑的是 ． A．Na2S2O3B．AlCl3C．Na2CO3D．NaNO2 ．

Answer 1

【答案】
（1）紫黑色；升華
（2）2IO3﹣+2H++5H2O2=I2↓+5O2↑+6H2O
（3）陰；I﹣+6OH﹣﹣6e﹣=IO3﹣+3H2O
（4）淀粉溶液；0.1mol/LH2SO4溶液；4H++4I﹣+O2=2I2+2H2O
（5）否；低溫制備的KI3受熱易分解為I2 ， 而I2受熱易升華；AC
【解析】解：（1）碘是紫黑色固體；加熱條件下碘易升華，雜質(zhì)不易升華，所以采用升華的方法分離碘單質(zhì)，所以答案是：紫黑色；升華；（2）KIO3在酸性介質(zhì)中與過(guò)氧化氫作用生成單質(zhì)碘和氧氣，+5價(jià)碘元素降低生成碘單質(zhì)，﹣1價(jià)的氧升高生成氧氣，該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2IO3﹣+2H++5H2O2=I2↓+5O2↑+6H2O，所以答案是：2IO3﹣+2H++5H2O2=I2↓+5O2↑+6H2O；（3）電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，碘離子向陽(yáng)極移動(dòng)，在陽(yáng)極上失去電子生成碘酸根離子，電極反應(yīng)式為I﹣+6OH﹣﹣6e﹣=IO3﹣+3H2O，所以陰極的陰離子氫氧根要移向陽(yáng)極，所以圖中的序號(hào)3應(yīng)為陰離子交換膜，所以答案是：陰；I﹣+6OH﹣﹣6e﹣=IO3﹣+3H2O；（4）KI溶液在硫酸提供的酸性環(huán)境下，被氧氣氧化成單質(zhì)碘，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)，通常利用此性質(zhì)檢驗(yàn)碘，從而判斷反應(yīng)速率的快慢，所以應(yīng)先加入淀粉溶液，后加入0.1mol/LH2SO4溶液，反應(yīng)的離子方程式為：4H++4I﹣+O2=2I2+2H2O，所以答案是：淀粉溶液；0.1mol/LH2SO4溶液；4H++4I﹣+O2=2I2+2H2O；（5）KI作為加碘劑的食鹽在保存過(guò)程中，KI會(huì)被空氣中氧氣氧化，KI在潮濕空氣中氧化的反應(yīng)化學(xué)方程式為：4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH，根據(jù)題目告知，KI3H2O是在低溫條件下，由I2溶于KI溶液可制得．再由題給的信息：“KI+I2KI3”，可知KI3在常溫下不穩(wěn)定性，低溫條件下易分解為KI和I2 ， KI又易被空氣中的氧氣氧化，I2易升華，所以KI3H2O作為食鹽加碘劑是不合適的；提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性，主要是防止I﹣ 被氧化，根據(jù)題給信息“還原性：S2O32﹣＞I﹣”和氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)弱規(guī)律，可以選Na2S2O3作穩(wěn)定劑；又由題給信息“3I2+6OH﹣═IO3﹣+5I﹣+3H2O”，可知I2與OH﹣會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成IO3﹣和5I﹣ ， 而Na2CO3水解呈堿性，因而也可以用Na2CO3作穩(wěn)定劑，防止加碘鹽（添加KI）在潮濕環(huán)境下被氧氣氧化．至于AlCl3 ， 水解后呈酸性，且還原性I﹣＞Cl﹣ ， 所不能作穩(wěn)定劑；NaNO2當(dāng)遇強(qiáng)還原性物質(zhì)時(shí)能表現(xiàn)出氧化性，則NaNO2與KI能發(fā)生氧化還原反應(yīng)為2NO2﹣+2I﹣+4H+=2NO↑+I2+2H2O，所以不能作穩(wěn)定劑， 所以答案是：否；低溫制備的KI3受熱易分解為I2 ， 而I2受熱易升華；AC．