Question

【題目】碘化鉀可用于有機合成、制藥等領域，它是一種白色立方結晶或粉末，易溶于水。有兩個學習小組查閱資料后，分別設計以下實驗裝置制備KI：

【查閱資料】：

（1）3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O

（2）H2S是有劇毒的酸性氣體，具有較強還原性，水溶液稱氫硫酸（弱酸）；

（3）HCOOH（甲酸）具有強烈刺激性氣味的液體，具有較強還原性，弱酸；

（4）在實驗條件下，S2-、HCOOH分別被KIO3氧化為SO42-、CO2。

Ⅰ組. H2S還原法，實驗裝置如圖：

實驗步驟如下：

①在上圖所示的C中加入127g研細的單質I2和210g 30%的KOH 溶液，攪拌至碘完全溶解。

②打開彈簧夾向其中通入足量的 H2S。

③將裝置C中所得溶液用稀H2SO4酸化后，置于水浴上加熱10min。

④在裝置C的溶液中加入BaCO3，充分攪拌后，過濾、洗滌。

⑤將濾液用氫碘酸酸化，將所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。得產品145g。

Ⅱ組.甲酸還原法，實驗裝置如圖：

實驗步驟如下：

⑥在三頸瓶中加入 127g 研細的單質I2和210g 30%的 KOH 溶液，攪拌至碘完全溶解。

⑦通過滴液漏斗向反應后的溶液中滴加入適量HCOOH，充分反應后，再用KOH溶液調pH至9~10，將所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。得產品 155g。

回答下列問題；

（1）圖中裝置 A 中發(fā)生反應的離子方程式為__________；裝置 B 中的試劑是_________。

（2）D裝置的作用是___________。

（3）步驟④的目的是_____________________ 。

（4）步驟⑤中“濾液用氫碘酸酸化”的目的是__________________ 。

（5）Ⅱ組實驗的產率為__________________。

（6）Ⅱ組實驗中，加入HCOOH發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為_______________。

（7）與Ⅰ組相比較，Ⅱ組實驗的優(yōu)點是（至少答出兩點即可）__________________。

Answer 1

【答案】 FeS + 2H+Fe+ + H2S↑ 飽和NaHS溶液 吸收多余的H2S氣體 除去溶液中的SO42- 除去溶液中的CO32- 93.4% 3HCOOH + IO3-I- + 3CO2↑+ 3H2O 操作簡單、產率高、原料無劇毒等

【解析】Ⅰ組. H2S還原法

試題分析；由題中信息可知，A裝置制備硫化氫氣體，B用于除去硫化氫中的氯化氫雜質，C是制備碘化鉀的裝置，D是尾氣處理裝置。

（1）圖中裝置 A 中發(fā)生反應的離子方程式為FeS + 2H+Fe+ + H2S↑；B用于除去硫化氫中的氯化氫雜質，根據(jù)平衡移動原理可知，硫化氫在飽和NaHS溶液中溶解度較小，故裝置 B 中的試劑是飽和NaHS溶液。

（2）D裝置的作用是吸收多余的H2S氣體，防止污染空氣。

（3）步驟④中加入BaCO3，可以將溶液中的SO42-轉化為難溶于水、難溶于酸的硫酸鋇，故其目的是除去溶液中的SO42-。

（4）步驟④中加入BaCO3，在生成硫酸鋇的同時，有CO32-生成，故步驟⑤中“濾液用氫碘酸酸化”的目的是除去溶液中的CO32-。

Ⅱ組.甲酸還原法

試題分析：與與Ⅰ組相比較，該實驗中沒有使用有毒原料、不用除雜、不用進行尾氣處理、產品的產率較高。

（5）127g I2的物質的量為0.5mol，210g 30%的 KOH 溶液含KOH的物質的量為1.125mol，由3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O可知，KOH過量，KIO3被HCOOH還原也生成KI，故理論上0.5mol I2可生成1mol KI(質量為166g)，所以，Ⅱ組實驗的產率為93.4%。

（6）Ⅱ組實驗中，加入HCOOH發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為3HCOOH + IO3-I- + 3CO2↑+ 3H2O。

（7）與Ⅰ組相比較，Ⅱ組實驗的優(yōu)點是操作簡單、產率高、原料無劇毒等。