Question

1．碘溶于碘化钾溶液中形成I₃^-，并建立如下平衡：I₃^-═I^-+I₂．实验室可以通过氧化还原滴定法测定平衡时I₃^-的浓度．
实验原理：为了测定平衡时的c（I₃^-），可用过量的碘与碘化钾溶液一起摇动，达平衡后取上层清液用标准的Na₂S₂O₃滴定：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
由于溶液中存在I₃^-═I^-+I₂的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液滴定，最终测得的是I₂和I₃^-的总浓度，设为c₁，c₁═c（I₂）+c（I₃^-）；c（I₂）的浓度可用相同温度下，测过量碘与水平衡时溶液中碘的浓度代替，设为c₂，则c（I₂）═c₂，c（I₃^-）═c₁-c₂；
实验内容：
1．用一只干燥的100mL 碘量瓶和一只250mL碘量瓶，分别标上1、2号，用量筒取80mL0.0100mol．L^-1KI于1号瓶，取200mL 蒸馏水于2号瓶，并分别加入0.5g过量的碘．
2．将两只碘量瓶塞好塞子，振荡30分钟，静置．
3．分别取上层清液20mL用浓度为c mol/L标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定．1号瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，2号瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液．
4．带入数据计算c（I₃^-）
试回答下列问题
（1）标准Na₂S₂O₃溶液应装入碱式滴定管（填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”），原因是Na₂S₂O₃溶液是强碱弱酸盐，水解溶液显碱性．
（2）碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞子，可能的原因是防止I^-被空气中的氧气氧化
（3）滴定时向待测液中加入的指示剂是淀粉，到达滴定终点时的现象为溶液恰好由蓝色变成无色，且半分钟内不褪色．
（4）用c、V₁ 和V₂ 表示c（I₃^-）为${\frac{c{V}_{1}-c{V}_{2}}{40}}_{\;}$mol•L^-1．
（5）若在测定1号瓶时，取上层清液时不小心吸入了少量的I₂固体，则测定的c（I₃^-）偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）Na₂S₂O₃溶液是强碱弱酸盐，水解溶液显碱性，所以标准Na₂S₂O₃溶液应装入碱式滴定管中；
（2）由于碘离子具有还原性，而空气中含有氧气，氧气能氧化碘离子；
（3）由于碘遇淀粉显蓝色，所以滴定时向待测液中加入的指示剂是淀粉；到达滴定终点时的现象为溶液恰好由蓝色变成无色，且半分钟内不褪色；
（4）根据1号瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，结合方程式计算20ml溶液中I₂和I₃^-的总物质的量；根据2号瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，结合方程式计算20ml溶液中I₂的物质的量，进而计算I₃^-的物质的量，根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（5）取上层清液时不小心吸入了少量的I₂固体，则1号瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的体积增加，结合（4）中c（I₃^-）表达式判断．

解答 解：（1）Na₂S₂O₃溶液是强碱弱酸盐，水解溶液显碱性，所以标准Na₂S₂O₃溶液应装入碱式滴定管中，
故答案为：碱式滴定管；Na₂S₂O₃溶液是强碱弱酸盐，水解溶液显碱性；
（2）由于碘离子具有还原性，而空气中含有氧气，氧气能氧化碘离子，所以碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞子的原因是防止I^-被空气中的氧气氧化，
故答案为：防止I^-被空气中的氧气氧化；
（3）由于碘遇淀粉显蓝色，所以滴定时向待测液中加入的指示剂是淀粉，到达滴定终点时的现象为溶液恰好由蓝色变成无色，且半分钟内不褪色，
故答案为：淀粉；溶液恰好由蓝色变成无色，且半分钟内不褪色；
（4）1号瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，由2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆可知，20ml溶液中I₂和I₃^-的总物质的量=$\frac{1}{2}$×V₁×10^-3L×c mol/L=0.5cV₁×10^-3 mol；
2号瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液，可知20mL溶液中I₂的物质的量=$\frac{1}{2}$×V₂×10^-3L×c mol/L=0.5cV₂×10^-3 mol，
故c（I₃^-）=$\frac{0.5c{V}_{1}×1{0}^{-3}mol-0.5c{V}_{2}×10{\;}^{-3m}ol}{20×1{0}^{-3}mol}$=${\frac{c{V}_{1}-c{V}_{2}}{40}}_{\;}$mol/L，
故答案为：${\frac{c{V}_{1}-c{V}_{2}}{40}}_{\;}$；
（5）取上层清液时不小心吸入了少量的I₂固体，则1号瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的体积增加，由c（I₃^-）=${\frac{c{V}_{1}-c{V}_{2}}{40}}_{\;}$mol/L，可知，测定结果偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题本题以碘化钾溶液中碘离子浓度的测定的有关实验探究为载体，考查氧化还原滴定、化学计算、碘元素单质及化合物的性质等，根据步骤理解测定原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，难度较大．