Question

某化學興趣小組對加碘食鹽中的KIO₃進行研究，它是一種白色粉末，常溫下很穩(wěn)定，加熱至560℃開始分解．在酸性條件下KIO₃是一種較強的氧化劑，與HI、H₂O₂等作用，被還原為碘單質．
（1）學生甲設計實驗測出加碘食鹽中碘元素的含量，步驟如下：
a．稱取w g加碘鹽，加適量蒸餾水溶解；     
b．用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液；
c．以淀粉為指示劑，用物質的量濃度為1.00×10^-3mol?L^-1的 Na₂S₂O₃溶液滴定（滴定時的反應方程式：
I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．操作b涉及的主要反應的離子方程式為

 

；滴定時，Na₂S₂O₃溶液應放在

 

（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其終點顏色變化為

 

；加碘食鹽樣品中的碘元素含量是

 

 mg?kg^-1（以含w的代數(shù)式表示）．
（2）學生乙對純凈的NaCl（不含KIO₃）進行了下列實驗：

順序	步驟	實驗現(xiàn)象
①	取少量純凈的NaCl，加蒸餾水溶解	溶液無變化
②	滴入淀粉KI溶液，振蕩	溶液無變化
③	放置片刻，再滴加稀H2SO4，振蕩	溶液變藍色

請推測實驗③中產(chǎn)生藍色現(xiàn)象的可能原因是（用離子方程式表示）：

 

．由學生乙的實驗結果推知，學生甲的實驗結果將

 

（填“偏大、偏小或無影響”）．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）依據(jù)碘酸根氧化碘離子發(fā)生氧化還原反應書寫離子方程式；依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽；碘單質遇淀粉顯藍色，當?shù)鈫钨|消耗，藍色褪去；根據(jù)反應找出反應關系式，然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出加碘食鹽樣品中的碘元素含量；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質；過量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質，導致測定結果偏大．

解答： 解：（1）用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液，在酸性條件下碘酸根氧化碘離子生成碘單質，所以離子方程式為：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；Na₂S₂O₃為強堿弱酸鹽，因為硫代硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以滴定時Na₂S₂O₃溶液應放在堿性滴定管中；b中生成I₂，c中使用淀粉作為指示劑，加入淀粉，溶液呈藍色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反應完畢，溶液藍色褪色，滴定終點現(xiàn)象為：藍色變無色，且保持半分鐘不變色；
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物質的量為1.00×10^-3mol/L×0.02L=2.00×10^-5mol，根據(jù)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，則：
IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
1           6
xmol     2.00×10^-5mol
所以x=

2.00×10 -5mol

6

故加碘食鹽樣品中的碘元素的質量是

2.00×10 -5mol

6

×127g/mol×10³mg/g=

127×10 -2

3

mg，所以加碘食鹽樣品中的碘元素含量為

127×10 -2 3 mg

W×10 -3kg

=

1270

3w

mg/kg，
故答案為：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；堿式滴定管；藍色變無色，且保持半分鐘不變色；

1270

3w

；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質，離子反應方程式為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O，酸性條件下，過量的碘離子易被空氣中氧氣氧化生成碘單質，導致測定結果偏大，故答案為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；偏大．

點評：本題考查了氧化還原反應方程式的配平及有關計算，計算時注意是求食鹽中碘的含量不是碘酸鉀的含量，為易錯點．