Question

9．食鹽中含有一定量的鎂、鐵等物質(zhì)，加碘鹽中碘的損失主要由于雜質(zhì)、水份、空氣中的氧氣以及光照，受熱而引起的．
已知：氧化性：IO₃^-＞Fe³⁺＞I₂還原性：S₂O₃^2-＞I^-
反應(yīng)式：KI+I₂?KI₃
（1）某學(xué)習(xí)小組對加碘鹽進(jìn)行了如下實驗：取一定量某加碘鹽（可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺）．用適量蒸餾水溶解，并加稀硫酸酸化，將所得溶液分3份：第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色；第二份試液中加足量KI固體，溶液顯示淡黃色，用CCl₄萃取，下層溶液顯紫紅色；第三份試液中加入足量的KIO₃固體后，滴加淀粉試劑，溶液不變色．
①該紅色物質(zhì)是Fe（SCN）₃ （用化學(xué)式表示）；CCl₄中顯示紫紅色的物質(zhì)是（用電子式表示）．
②第二份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O；2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂．
（2）KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中，由于空氣中氧氣的作用，容易引起碘的損失．寫出潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：4KI+O₂+2H₂O═2I₂+4KOH．
將I₂溶于KI溶液，在低溫條件下，可制得KI₃?H₂O．該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適？否 （填“是”或“否”），并說明理由：KI₃受熱（或潮濕）條件下產(chǎn)生KI和I₂，KI被氧氣氧化，I₂易升華；．
（3）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AC．
A．Na₂S₂O₃          
B．AlCl₃ 
C．Na₂CO₃
D．NaNO₂
（4）對含F(xiàn)e²⁺較多的食鹽（假設(shè)不含F(xiàn)e³⁺），可選用KI作為加碘劑．請設(shè)計實驗方案，檢驗該加碘鹽中的Fe²⁺：取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中，用鹽酸酸化，滴加適量氧化劑（如：氯水、過氧化氫等），再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe²⁺．．

Answer 1

分析 （1）①給出的離子中，只有Fe³⁺遇KSCN溶液顯紅色，F(xiàn)e³⁺與KI發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的碘單質(zhì)，易溶于有機溶劑，且碘在四氯化碳中顯紫色；
②具有氧化性的離子為IO₃^-、Fe³⁺，具有還原性的離子為I^-，利用氧化還原反應(yīng)來分析；
（2）根據(jù)KI具有還原性及氧化還原反應(yīng)、KI₃在常溫下不穩(wěn)定性來分析；
（3）根據(jù)提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性，主要是防止I^- 被氧化來分析；
（4）將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再利用鐵離子遇KSCN溶液變紅色來檢驗．

解答 解：（1）某加碘鹽可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺，用蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化后將溶液分為3份．從第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色，可知該加碘鹽中含有Fe³⁺，反應(yīng)：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，F(xiàn)e（SCN）₃呈血紅色；從第二份試液中加足量KI固體，溶液顯淡黃色，用CCl₄萃取，下層溶液顯紫紅色，可知有碘生成．這是因為由于“氧化性：IO₃^-＞Fe³⁺＞I₂”，加足量KI后，IO₃^-和Fe³⁺均能將I^-氧化成I₂，由此也可以知道該加碘鹽添加KIO₃；第三份試液中加入適量KIO₃固體后，滴加淀粉試劑，溶液不變色．由此可知該加碘鹽中不含KI．
①該加碘鹽溶液中加KSCN溶液顯紅色的物質(zhì)是Fe（SCN）₃，CCl₄中顯紫紅色的物質(zhì)是I₂，電子式，故答案為：Fe（SCN）₃；；
②第二份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O、2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O；2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；
（2）KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中，KI會被空氣中氧氣氧化，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，KI₃•H₂O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+I₂?KI₃”，可知KI₃在常溫下不穩(wěn)定性，受熱（或潮濕）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KI₃•H₂O作為食鹽加碘劑是不合適的，故答案為：4KI+O₂+2H₂O═2I₂+4KOH；否；KI₃受熱（或潮濕）條件下產(chǎn)生KI和I₂，KI被氧氣氧化，I₂易升華；
（3）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：S₂O₃^2-＞I^-”和氧化還原反應(yīng)的強弱規(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)遇強還原性物質(zhì)時能表現(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，故答案為：AC；
（4）實際上就是設(shè)計實驗方案，檢驗Fe²⁺．首先可取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中，然后用鹽酸酸化后，滴加適量氧化劑（如：氯水、過氧化氫等），使溶液中Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe²⁺，
故答案為：取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中，用鹽酸酸化，滴加適量氧化劑（如：氯水、過氧化氫等），再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe²⁺．

點評 本題以日常生活中熟悉的食鹽和加碘鹽中碘的損失原因為素材，要求通過實驗，檢驗加碘鹽中所含有的成分物質(zhì)，探究保存過程中由于空氣中氧氣的作用容易引起碘損失的反應(yīng)、探討KI₃•H₂O作為食鹽加碘劑是否合適、以及提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性可添加的穩(wěn)定劑，設(shè)計實驗方案檢驗選用KI作為加碘劑的加碘鹽中的Fe²⁺等，從而考查物質(zhì)的檢驗、氧化還原反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)和離子反應(yīng)方程式、電子式、以及實驗方案的設(shè)計等化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能．題目難度中等