问题标题:
碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病.碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水.碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质
更新时间:2024-03-29 03:04:22
问题描述:

碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病.碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水.碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘.以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示.

请回答下列问题:

(1)碘是___(填颜色)固体物质,实验室常用___方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘.

(2)写出碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应的离子方程式:___

(3)电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:3I2+6KOH═5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区.另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却.图中的序号3应为___离子交换膜(填“阳”或“阴”);电解时,阳极上发生反应的电极反应式为___.

(4)教材中利用KI与空气的反应来探究反应速率与温度的关系,现有1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2SO4溶液、淀粉溶液,则实验时这几种试剂的加入顺序为:KI溶液、淀粉溶液、0.1mol/L的H2SO4溶液;反应的离子方程式为___.

(5)已知KI+I2⇌KI3,将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3•H2O.该物质作为食盐加碘剂是否合适?___(填“是”或“否”),并说明理由___.为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失.下列物质中有可能作为稳定剂的是___.

A.Na2S2O3B.AlCl3C.Na2CO3D.NaNO2.

潘武模回答:
  (1)碘是紫黑色固体;加热条件下碘易升华,杂质不易升华,所以采用升华的方法分离碘单质,故答案为:紫黑色;升华;   (2)KIO3在酸性介质中与过氧化氢作用生成单质碘和氧气,+5价碘元素降低生成碘单质,-1价的氧升高生成氧气,该反应的离子反应方程式为2IO3-+2H++5H2O2=I2↓+5O2↑+6H2O,故答案为:2IO3-+2H++5H2O2=I2↓+5O2↑+6H2O;   (3)电解时,阳极上发生氧化反应,碘离子向阳极移动,在阳极上失去电子生成碘酸根离子,电极反应式为I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O,所以阴极的阴离子氢氧根要移向阳极,所以图中的序号3应为阴离子交换膜,故答案为:阴;I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O;   (4)KI溶液在硫酸提供的酸性环境下,被氧气氧化成单质碘,反应的离子方程式为:4H++4I-+O2=2I2+2H2O,故答案为:4H++4I-+O2=2I2+2H2O;   (5)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,KI会被空气中氧气氧化,KI在潮湿空气中氧化的反应化学方程式为:4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH,根据题目告知,KI3•H2O是在低温条件下,由I2溶于KI溶液可制得.再由题给的信息:“KI+I2⇌KI3”,可知KI3在常温下不稳定性,低温条件下易分解为KI和I2,KI又易被空气中的氧气氧化,I2易升华,所以KI3•H2O作为食盐加碘剂是不合适的;   提高加碘盐(添加KI)的稳定性,主要是防止I-被氧化,根据题给信息“还原性:S2O32->I-”和氧化还原反应的强弱规律,可以选Na2S2O3作稳定剂;又由题给信息“3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O”,可知I2与OH-会发生反应生成IO3-和5I-,而Na2CO3水解呈碱性,因而也可以用Na2CO3作稳定剂,防止加碘盐(添加KI)在潮湿环境下被氧气氧化.至于AlCl3,水解后呈酸性,且还原性I->Cl-,所不能作稳定剂;NaNO2当遇强还原性物质时能表现出氧化性,则NaNO2与KI能发生氧化还原反应为2NO2-+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O,所以不能作稳定剂,   故答案为:否;低温制备的KI3受热易分解为I2,而I2受热易升华;AC.
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