Question

3．高碘酸鉀（KIO₄）為無色晶體，在分析化學(xué)中常用作氧化劑．
Ⅰ．高碘酸鉀的制備
步驟①稱取1.270g碘溶于適量的水中，通入足量氯氣將I₂氧化為高碘酸（HIO₄）．
步驟②向步驟①所得溶液中加入適量氫氧化鉀溶液中和．
步驟③將步驟②所得溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作得KIO₄晶體．
（1）步驟①將I₂氧化為HIO₄，至少需要消耗0.784L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）Cl₂．
（2）步驟①所得溶液用0.200mol•L^-1KOH溶液中和至中性時(shí)（HIO₄為強(qiáng)酸，假定溶液中不含Cl₂和HClO），則消耗0.200mol•L^-1KOH溶液的體積為400mL．
Ⅱ．用高碘酸鉀測定甘油的含量

相關(guān)反應(yīng)：C₃H₈O₃（甘油）+2HIO₄=2HCHO+HCOOH+2HIO₃+H₂O
HIO₃+5KI+5HCl=3I₂+5KCl+3H₂O
HIO₄+7KI+7HCl=4I₂+7KCl+4H₂O
I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆
（3）用0.2000mol•L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液藍(lán)色剛好褪去，且保持30秒不恢復(fù)原來的顏色．
（4）已知滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，計(jì)算甘油樣品的純度（請給出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)電子得失守恒可知，將I₂氧化為HIO₄時(shí)，有關(guān)系式I₂～7Cl₂，根據(jù)碘的質(zhì)量可計(jì)算出氯氣的量；
（2）根據(jù)碘元素守恒可知，1.270g I₂氧化為高碘酸時(shí)，HIO₄的物質(zhì)的量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$=0.005mol，同時(shí)生成氯化氫的物質(zhì)的量為0.07mol，與氫氧化鉀反應(yīng)的關(guān)系式為7HCl～HIO₄～KOH，據(jù)此計(jì)算氫氧化鉀溶液的體積；
Ⅱ．（3）碘溶液中有淀粉，所以溶液呈藍(lán)色，用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的藍(lán)色會(huì)褪去，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)題中的反應(yīng)方程式可得關(guān)系式C₃H₈O₃～$\frac{1}{2}$HIO₃，I₂～2Na₂S₂O₃，3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂），
碘量瓶中n（HIO₃）+n（HIO₄）=n（KIO₄）=0.0230 mol•L×25.00mL×10^-3 L•mL=5.750×10^-4 mol…①
滴定時(shí)：3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.2000 mol•L×20.00mL×10^-3 L•mL^-1=2.000×10^-3 mol…②
根據(jù)①②可求得與C₃H₈O₃反應(yīng)的HIO₃，根據(jù)HIO₃的物質(zhì)的量可計(jì)算出甘油的質(zhì)量，進(jìn)而確定樣品的純度．

解答 解：Ⅰ．（1）根據(jù)電子得失守恒可知，將I₂氧化為HIO₄時(shí)，有關(guān)系式I₂～7Cl₂，1.270g 碘的質(zhì)量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$=0.005mol，所以消耗的氯氣的物質(zhì)的量為0.035mol，其體積為0.035mol×22.4L/mol=0.784L，
故答案為：0.784；
（2）根據(jù)碘元素守恒可知，1.270g I₂氧化為高碘酸時(shí)，HIO₄的物質(zhì)的量為$\frac{1.270g}{254g/mol}$×2=0.01mol，同時(shí)生成氯化氫的物質(zhì)的量為0.07mol，與氫氧化鉀反應(yīng)的關(guān)系式為7HCl～HIO₄～KOH，所以V（KOH）=$\frac{0.01mol}{0.200mol/L}$×8=0.05L×8=400mL，
故答案為：400；
Ⅱ．（3）碘溶液中有淀粉，所以溶液呈藍(lán)色，所以用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液藍(lán)色剛好褪去，且保持30秒不恢復(fù)原來的顏色，
故答案為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液藍(lán)色剛好褪去，且保持30秒不恢復(fù)原來的顏色；
（4）根據(jù)題中的反應(yīng)方程式可得關(guān)系式C₃H₈O₃～$\frac{1}{2}$HIO₃，I₂～2Na₂S₂O₃，3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂），
碘量瓶中n（HIO₃）+n（HIO₄）=n（KIO₄）=0.0230 mol•L×25.00mL×10^-3 L•mL=5.750×10^-4 mol…①
 滴定時(shí)：3n（HIO₃）+4n（HIO₄）=n（I₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.2000 mol•L×20.00mL×10^-3 L•mL^-1=2.000×10^-3 mol…②
 ①×4-②得 n（HIO₃）=3.000×10^-4 mol
n（C₃H₈O₃）=$\frac{1}{2}$n（HIO₃）=1.500×10^-4 mol
 w（C₃H₈O₃）=$\frac{1.5×1{0}^{-4}×92×10}{0.150}$×100%=92.00%，
答：甘油樣品的純度為92.00%．

點(diǎn)評(píng) 本題以高碘酸鉀的制備以及測定甘油的含量為載體，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，內(nèi)容涉及方程式計(jì)算、氧化還原滴定、實(shí)驗(yàn)基本操作等，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用和能力的考查，難點(diǎn)是（4）中確定各個(gè)物理量的關(guān)系式．