Question

碘被稱(chēng)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。

      

       (1)碘是________(填顏色)固體物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室常用________的方法來(lái)分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。

       (2)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。

       電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________________________________；

       每生成1 mol KIO3，電路中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。

       (3)電解過(guò)程中，為確定電解是否完成，需檢驗(yàn)電解液中是否有I－。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)檢驗(yàn)電解液中是否有I－的實(shí)驗(yàn)方案，并按要求填寫(xiě)下表。

要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)用品自選。

       試劑：淀粉溶液、淀粉­KI試紙、過(guò)氧化氫溶液、稀硫酸。

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

       (4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

       —→—→—→

       —→—→—→

       步驟②的操作名稱(chēng)是________，步驟⑤的操作名稱(chēng)是________。步驟④洗滌晶體的目的是_______________________________________________

       _______________________________________________________________。

      

Answer 1

解析　(1)碘是紫黑色固體，實(shí)驗(yàn)室常利用碘易升華的特性來(lái)分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。(2)電解時(shí)，溶液中的陰離子(I－、IO、OH－)向陽(yáng)極移動(dòng)，因?yàn)镮－的還原性最強(qiáng)，所以I－在陽(yáng)極失電子被氧化為單質(zhì)碘：2I－－2e－===I2。生成的I2再與KOH溶液反應(yīng)生成KIO3：3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，如此循環(huán)，最終I－都轉(zhuǎn)化為KIO3。1 mol I－轉(zhuǎn)化成1 mol IO時(shí)，轉(zhuǎn)移6 mol電子。(3)陽(yáng)極區(qū)溶液中會(huì)含有IO，如果其中含有I－，在酸性條件下，IO和I－會(huì)反應(yīng)生成單質(zhì)碘：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。據(jù)此可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取少量陽(yáng)極區(qū)溶液于試管中，加入幾滴稀硫酸和淀粉溶液，如果溶液變藍(lán)，則說(shuō)明其中含有I－，否則沒(méi)有I－。(4)陽(yáng)極電解液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后可得到碘酸鉀晶體，過(guò)濾得到的碘酸鉀晶體中含有KOH等雜質(zhì)，需要進(jìn)行洗滌除雜；洗滌后的晶體經(jīng)干燥即得到純凈干燥的碘酸鉀晶體。

       答案　(1)紫黑色　升華

       (2)2I－－2e－===I2(或I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O)　6 mol

       (3)

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量陽(yáng)極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍(lán)	如果不變藍(lán)，說(shuō)明無(wú)I－(如果變藍(lán)，說(shuō)明有I－)