Question

11．2014年8月关于“食盐加碘”的问题被广大医疗专家、沿海居民热议，在社会引起广泛关注．某地市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明．

产品标准	GB5461
产品等级	一级
配  料	食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量（以I计）	20～50mg/kg

（1）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式（将化学计量数填于空白处）：
1KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
（2）上述反应生成的I₂用四氯化碳萃取．向碘的四氯化碳溶液中加入酸化的Na₂SO₃稀溶液，将I₂还原，以回收四氯化碳．
①Na₂SO₃稀溶液与I₂反应的离子方程式是I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为：
a．将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；
b．加入适量Na₂SO₃稀溶液；
c．分离出下层液体．
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是在步骤b后，增加操作：将分液漏斗充分振荡后静置．
（3）已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-．某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：
a．准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO₃与KI反应完全；
c．以淀粉溶液为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10^-3 mol/L的Na₂S₂O₃溶液10.0mL，恰好反应完全．
①判断c中反应恰好完全所依据的现象是滴最后一滴溶液，由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色．
②b中反应所产生的I₂的物质的量是1.0×10^-5mol．
③根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐的碘含量是（以含w的代数式表示）$\frac{423}{w}$mg/kg．

Answer 1

分析 （1）依据氧化还原反应的元素化合价变化升低相同，结合质量守恒配平；
（2）①Na₂SO₃稀溶液与I₂反应，Na₂SO₃被氧化为硫酸钠，I₂被还原为I^-，结合反应的电荷守恒和原子守恒配平；
溶液呈蓝色，随反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-进行，溶液中没有碘，溶液由蓝色为无色；
②Na₂SO₃稀溶液与碘的四氯化碳溶液不互溶，分层，要使Na₂SO₃与碘反应，应充分振荡使其接触；
（3）①溶液呈蓝色，随反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-进行，溶液中没有碘，溶液由蓝色为无色；
②根据（1）中反应方程式计算；
③根据I原子守恒找出碘酸钾中碘原子与碘单质的关系式分析计算．

解答 （1）：该反应中化合价的变化为：KIO₃→I₂，I元素由+5价→0价，一个KIO₃分子得5个电子；KI→I₂，I元素由-1价→0价，一个KI分子失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO₃的计量数为1，KI的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平，所以反应方程式为KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，
故答案为：1；5；3；3；3；3；
（2）①Na₂SO₃稀溶液与I₂反应，Na₂SO₃被氧化为硫酸钠，I₂被还原为I^-，反应的离子方程式是：I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
故答案为：I₂+SO₃^2-+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
②Na₂SO₃稀溶液与碘的四氯化碳溶液不互溶，分层，要使Na₂SO₃与碘反应，应充分振荡使其接触．所以在步骤b后，增加操作：将分液漏斗充分振荡后静置，
故答案为：在步骤b后，增加操作：将分液漏斗充分振荡后静置；
（3）①碘遇淀粉变蓝色，所以溶液呈蓝色，随反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-进行，溶液中没有碘，溶液由蓝色为无色，说明反应到终点，判断c中反应恰好完全所依据的现象是：滴最后一滴溶液，由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，
故答案为：滴最后一滴溶液，由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色；
②Na₂S₂O₃的物质的量是：2.0×10^-3mol/L×0.01L=2.0×10^-5mol，根据I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-可知，b中反应所产生的I₂的物质的量是：2.0×10^-5mol×$\frac{1}{2}$=1.0×10^-5mol，故答案为：1.0×10^-5；
③根据KIO₃+5KI+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O可知
                       I～KIO₃～3I₂
碘酸钾中的碘  127g         3mol   
                       m         1.0×10^-5mol
则：m=$\frac{127}{3}$×10^-5g，
所以每千克食盐中含碘质量为：$\frac{1000g}{wg}$×$\frac{127}{3}$×10^-5g=$\frac{0.423}{w}$g=$\frac{423}{w}$mg，
则所测精制盐的碘含量是：$\frac{423}{w}$mg/kg，
故答案为：$\frac{423}{w}$．

点评 本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．