Question

9．碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病，KI、KIO₃曾先后用于加碘鹽中．
（1）工業(yè)上可以通過鐵屑法生產KI，其工藝流程如下：

①反應I生成鐵與碘的化合物（Fe₃I₈），若該化合物中鐵元素與碘元素的質量比21：27，則反應Ⅱ的化學方程式是Fe₃I₈+4K₂CO₃=Fe₃O₄+8KI+4CO₂↑．
②操作A包括加熱濃縮、冷卻結晶、過濾；用冰水洗滌的目的是洗滌除去表面可溶性雜質，同時減少KI的溶解損失．
（2）KIO₃可以通過H₂O₂氧化I₂先制得HIO₃，然后再用KOH中和的方法進行生產．
①配平第一步反應的化學方程式：5H₂O₂+1I₂→2HIO₃+4H₂O
②烹飪時，含KIO₃的食鹽常在出鍋前加入，其原因是在較高溫度下K1O₃易分解．
③若制得1.284kg KIO₃固體，理論上至少需消耗質量分數(shù)為30%的雙氧水1.7kg．

Answer 1

分析 （1）反應Ⅰ生成了Fe₃I₈，反應Ⅱ是Fe₃I₈和碳酸鉀反應生成四氧化三鐵和二氧化碳的反應，濾液經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，再降溫、干燥得到碘化鉀固體，
①鐵、碘原子個數(shù)比為3：8，質量比3×56：8×127=21：27；反應Ⅱ是Fe₃I₈和碳酸鉀反應生成四氧化三鐵和二氧化碳的反應；
②得到碘化鉀，需要經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，再降溫、干燥得到碘化鉀固體；冰水洗滌的目的是：洗滌除去表面可溶性雜質，同時減少KI的溶解損失；
（2）①結合元素化合價的變化以及質量守恒配平方程式；
②碘酸鉀加熱容易分解，熱穩(wěn)定性差；
③KIO₃的摩爾質量是214g/mol，1284kg 固體的物質的量是6mol；根據(jù)化合價升降相等列出碘酸鉀和雙氧水的關系式：2KIO₃～5H₂O₂；求出雙氧水的物質的量，再計算出雙氧水溶液的質量．

解答 解：（1）反應Ⅰ生成了Fe₃I₈，反應Ⅱ是Fe₃I₈和碳酸鉀反應生成四氧化三鐵和二氧化碳的反應，濾液經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，再降溫、干燥得到碘化鉀固體，
①鐵、碘原子個數(shù)比為3：8，質量比3×56：8×127=21：27；反應Ⅱ是Fe₃I₈和碳酸鉀反應生成四氧化三鐵和二氧化碳的反應，反應Ⅱ的反應方程式是：Fe₃I₈+4K₂CO₃=Fe₃O₄+8KI+4CO₂↑，
故答案為：21：27；Fe₃I₈+4K₂CO₃=Fe₃O₄+8KI+4CO₂↑；
②反應Ⅱ的濾液需要經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，初步得到碘化鉀；由于碘化鉀混有可溶性雜質，需要經過洗滌才能得到較純凈的產品，故用冰水洗滌；
故答案是：冷卻結晶、過濾；洗滌除去表面可溶性雜質，同時減少KI的溶解損失；
（2）①反應中O元素化合價由-1價降低到-2價，I元素化合價由0價升高到+5價，方程式為5H₂O₂+I₂=2HIO₃+4H₂O，故答案為：5；1；2；4；
②由于碘酸鉀的熱穩(wěn)定性較差，烹飪時，含KIO₃的食鹽常在出鍋前加入；
故答案是：在較高溫度下K1O₃易分解；
③1.284kg KIO₃固體的物質的量是6mol，根據(jù)化合價升降相等，I₂→IO₃^-化合價升高5價、H₂O₂→H₂O化合價降低2價，關系式為：2KIO₃～5H₂O₂
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$n（IO₃^-）=$\frac{5}{2}$×6mol=15mol；消耗質量分數(shù)為30%的雙氧水的質量為：$\frac{15mol×34g/mol}{30%}$=1700g=1.7kg；
故答案是：1.7kg；

點評 本題考查物質的分離、提存以及氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握實驗原理反應中元素的化合價變化及物質的量關系為解答的關鍵，側重分析與應用、計算能力的考查，題目難度不大．