Question

我國(guó)中醫(yī)藥已有數(shù)千年歷史，其獨(dú)特的療效使得經(jīng)深加工的中藥商品正逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，但國(guó)外在進(jìn)口中藥的重金屬元素和有毒元素的含量等各項(xiàng)指標(biāo)檢查是非常嚴(yán)格的，因此把好出口中藥的質(zhì)量關(guān)是非常重要的．以下介紹了分析實(shí)驗(yàn)室對(duì)中草藥中可能的殘余有毒元素砷的檢驗(yàn)方法和步驟（As在中草藥中主要以As₂O₃的形式存在）：
①取1000g中草藥樣品進(jìn)行前期處理制得待測(cè)溶液，此時(shí)樣品中可能含有的砷元素將轉(zhuǎn)化為H₃AsO₃；
②將待測(cè)溶液轉(zhuǎn)移入250mL錐形瓶中，并加入2～3滴0.2%的淀粉溶液；
③用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定待測(cè)定溶液至終點(diǎn)，消耗20.25ml 標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液，其中發(fā)生反應(yīng)：
H₃AsO₃+I₂+H₂O→H₃AsO₄+I^-+H⁺（未配平）
試回答下列問(wèn)題：
（1）簡(jiǎn)述如何對(duì)少量的中草藥樣品進(jìn)行前期處理制得待測(cè)溶液？

 

．
（2）配平離子反應(yīng)方程式：

 

H₃AsO₃+

 

I₂+

 

H₂O=

H₃AsO₄+

 

I^-+

 

H⁺
（3）0.2%的淀粉溶液的作用是

 

，如何判斷滴定到達(dá)終點(diǎn)？

 

．
（4）題中所用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液并非將碘單質(zhì)直接溶解于蒸餾水中制得，而是由0.1070g純KIO₃、過(guò)量的KI以及酸混合，并將其準(zhǔn)確稀釋到1000mL而制得，請(qǐng)用一個(gè)離子反應(yīng)方程式說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)碘溶液形成過(guò)程

 

．
（5）我國(guó)《藥用植物及制劑進(jìn)口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中限定：綠色中藥的砷含量不超過(guò)2.000mg/kg，試計(jì)算說(shuō)明該中草藥樣品是否合格？（不需計(jì)算過(guò)程）計(jì)算可知該樣品砷含量約為

 

mg/kg，故該草藥樣品

 

（填“合格”或“不合格”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）類(lèi)似于海帶中碘的提取與檢驗(yàn)：取少量樣品于坩鍋內(nèi)灼燒成灰，將灰轉(zhuǎn)移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過(guò)濾，取濾液恢復(fù)至室溫后得待測(cè)溶液；
（2）反應(yīng)中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+5價(jià)，共升高2價(jià)．I₂→I^-，I元素的化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為2，故H₃AsO₃的系數(shù)為1，I₂的系數(shù)為1，再結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平其它物質(zhì)系數(shù)；
（3）淀粉在與碘有關(guān)的氧化還原滴定中常用作指示劑，反應(yīng)的變化為：I₂→I^-，故顏色變化為由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且要半分鐘不變色；
（4）由于碘單質(zhì)難溶于水，易于I^-絡(luò)合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有強(qiáng)還原性，在酸性條件下發(fā)生氧化還原還應(yīng)，由價(jià)態(tài)歸中，生成I₂，再用化合價(jià)升降法配平即可；
（5）由多步反應(yīng)得：As～I(xiàn)₂～

1

3

IO₃^-，據(jù)此計(jì)算1kg藥品中As元素的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算判斷．

解答： 解：（1）類(lèi)似于海帶中碘的提取與檢驗(yàn)，將樣品灼燒后在蒸餾水中溶解使有效成分溶解．利用過(guò)濾得到所需待測(cè)溶液，操作步驟為：取少量樣品于坩鍋內(nèi)灼燒成灰，將灰轉(zhuǎn)移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過(guò)濾，取濾液恢復(fù)至室溫后得待測(cè)溶液，
故答案為：取少量樣品于坩鍋內(nèi)灼燒成灰，將灰轉(zhuǎn)移至燒杯中并加入蒸餾水煮沸，趁熱過(guò)濾，取濾液恢復(fù)至室溫后得待測(cè)溶液；
（2）反應(yīng)中H₃AsO₃→H₃AsO₄，As元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+5價(jià)，共升高2價(jià)．I₂→I^-，I元素的化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為2，故H₃AsO₃的系數(shù)為1，I₂的系數(shù)為1，再結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平其它物質(zhì)系數(shù)，配平后方程式為：H₃AsO₃+I₂+H₂O=H₃AsO₄+2I^-+2H⁺，
故答案為：1；1；1；1；2；2；
（3）淀粉在與碘有關(guān)的氧化還原滴定中常用作指示劑，反應(yīng)的變化為：I₂→I^-，故顏色變化為由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且要半分鐘不變色，
故答案為：作為指示劑以判斷滴定的終點(diǎn)；溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，保持半分鐘不變色；
（4）由于碘單質(zhì)難溶于水，易于I^-絡(luò)合成I₃^-而易溶于水，又IO₃^-有氧化性，I^-有強(qiáng)還原性，在酸性條件下發(fā)生氧化還原還應(yīng)，價(jià)態(tài)歸中，生成I₂，再用化合價(jià)升降法配平可得：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（5）由多步反應(yīng)得：As～I(xiàn)₂～

1

3

IO₃^-，
                  75    

1

3

×175
                  m      0.1070g×

20.25

1000

則75：m=

1

3

×175：0.1070g×

20.25

1000

，
解得m（As）=0.002786g，則含量為：0.002786×

1000mg

1kg

=2.786mg/kg＞2.000mg/kg，故不合格，
故答案為：2.786；不合格．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，涉及氧化還原反應(yīng)、滴定及離子反應(yīng)、關(guān)系式的計(jì)算等，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度中等．