Question

9．某化學(xué)興趣小組對(duì)加碘食鹽中碘酸鉀進(jìn)行研究．
（1）學(xué)生甲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(zhì)的量濃度為1.00×10^-3 mol•L^-1的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．（已知：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
（1）滴定時(shí)選淀粉作指示劑，滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，其終點(diǎn)顏色變化為藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘不褪色；加碘食鹽樣品中的碘元素含量是$\frac{1270}{3W}$mg•kg^-1（以含W的代數(shù)式表示）．
（2）學(xué)生乙對(duì)純凈的NaCl（不含KIO₃）進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

順序	步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取少量純凈的NaCl，加蒸餾水溶解	溶液無變化
②	滴加淀粉KI溶液，振蕩	溶液無變化
③	然后再滴加稀H2SO4溶液，振蕩	溶液變藍(lán)色

請(qǐng)推測(cè)實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍(lán)色；根據(jù)學(xué)生乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)對(duì)學(xué)生甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出簡要評(píng)價(jià)溶液中O₂可能影響造成所測(cè)結(jié)果偏大．
（對(duì)食鹽中含碘量的測(cè)定會(huì)“偏大”、“偏小”或“不變”）
（3）工業(yè)上通常用電解KI溶液的方法來制備碘酸鉀，電解過程中請(qǐng)你幫助學(xué)生丙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷電解是否完全．儀器不限，可選的試劑：淀粉溶液、H₂O₂溶液、稀硫酸．

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

Answer 1

分析 （1）依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽；碘單質(zhì)遇淀粉顯藍(lán)色，當(dāng)?shù)鈫钨|(zhì)消耗，藍(lán)色褪去，根據(jù)反應(yīng)找出反應(yīng)關(guān)系式，然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)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(zhì)；過量的碘離子易被空氣氧化生成碘單質(zhì)，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；
（3）酸性條件下，碘離子和碘酸根離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍(lán)色，根據(jù)溶液是否變藍(lán)判斷是否含有碘離子．

解答 解：（1）Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽，因?yàn)榱虼�硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以滴定時(shí)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)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(lán)色，用Na₂S₂O₃溶液滴定，I₂反應(yīng)完畢，溶液藍(lán)色褪色，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為：溶液藍(lán)色褪色，半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，
20mL溶液消耗Na₂S₂O₃的物質(zhì)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^-～3I₂～6S₄O₆^2-，
1 6
xmol 2.00×10^-5mol
所以x=$\frac{2.00×1{0}^{-5}mol}{6}$
故加碘食鹽樣品中的碘元素含量是$\frac{2.00×1{0}^{-5}mol}{6}$×127g/mol×10³mg/Kg=$\frac{1270}{3W}$mg/kg，
故答案為：淀粉；藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘不褪色；$\frac{1270}{3W}$；
（2）酸性條件下，碘離子被氧氣氧化生成碘單質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為：4I^-+4H⁺+O₂=2I₂+2H₂O；且酸性條件下，過量的碘離子易被空氣中氧氣氧化生成碘單質(zhì)，因b．用稀硫酸酸化，再加入過量KI溶液，所以導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大，
故答案為：加H₂SO₄后，溶液中O₂氧化KI生成I₂與淀粉作用顯藍(lán)色；溶液中O₂可能影響造成所測(cè)結(jié)果偏大；
（3）電解后的溶液區(qū)含有碘酸根離子，酸性條件下，碘離子和碘酸根離子能發(fā)生氧化還原反應(yīng)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O生成碘單質(zhì)，淀粉溶液遇碘變藍(lán)色，所以實(shí)驗(yàn)方法是：取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍(lán)；如果陽極區(qū)含有碘離子，加入稀硫酸后就有碘單質(zhì)生成，淀粉溶液就會(huì)變藍(lán)色，否則不變色，若溶液變藍(lán)則電解不完全，若無明顯現(xiàn)象則電解完全
故答案為：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量電解后的溶液于試管中，先滴加淀粉溶液，再加稀硫酸酸化	若溶液變藍(lán)則電解不完全，若無明顯現(xiàn)象則電解完全

點(diǎn)評(píng) 本題以碘酸鉀中碘的測(cè)定為載體考查了氧化還原滴定的應(yīng)用、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解與實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)，注意掌握碘及其化合物的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．