Question

 

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)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。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为                ；阴极上观察到的实验现象是                          。

(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I^—。请设计一个检验电解液中是否有I^—的实验方案，并按要求填写下表。

要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。

试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。

(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

步骤②的操作名称是                      ，步骤⑤的操作名称是                   。步骤④洗涤晶体的目的是                                                           。

Answer 1

（1）紫黑色    升华

（2）    有气泡产生

（3）

（4）冷却结晶    干燥   洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

解析:

本题以元素化合物知识为载体考查了电化学原理中电极反应式的书写、离子检验、物质制备等，综合性很强，考查学生知识的综合运用能力。碘是紫黑色固体，易升华，此性质可用于分离提纯。电解时阳极上碘离子失电子生成单质碘，生成的单质碘与碱可反应。电极反应式为2I^—－e^-－=I₂,或者：I^- －6e^-+6OH^-=IO₃^-+3H₂O。阴极上生成氢气。碘离子与碘酸根在酸性条件下反应生成单质碘，利用此性质可检验碘离子的存在。取少量阳极区的电解液于试管中，加硫酸酸化，然后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝，若变蓝说明有碘离子。 电解液蒸发浓缩后，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得碘酸钾晶体。洗涤的目的是除去氢氧化钾等杂质。

【比较辨析】原电池和电解池均是以氧化还原反应为基础的，原电池的负极发生氧化反应、正极发生还原反应，电解池的阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，即二者都是将氧化反应、还原反应拆分在两个不同的电极发生。但是原电池必须以自发进行的氧化还原反应为基础，而电解池一般是非自发的氧化还原反应，通过外加电源的作用使其发生，当然自发进行的氧化还原反应也可以在电解池中进行。