Question

2．碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾．碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解．工业生产碘酸钾的流程如下，试回答下列问题：
（1）配平反应器中发生的反应方程式：6I₂+11KIO₃+3H₂O═6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑
（2）步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是HI具有还原性能将已生成的碘酸氢钾还原
（3）步骤③要保持溶液微沸1小时，以完全排出氯气，排出氯气的原因为反应产生氯气跟KOH反应生成KClO，KClO能将KIO₃氧化成KIO₄，从而不能得到KIO₃
（4）合成实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验时，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯
（5）用氢氧化钾调节溶液的PH值，发生的反应方程式为：KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O
（6）参照碘酸钾溶解度曲线，步骤得到碘酸钾晶体，你建议的方法是蒸发结晶

温度	0	10	20	40	60	80
KIO3g/100g水	4.60	6.27	8.08	12.6	18.3	24.8

Answer 1

分析 （1）反应中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合价由0价升高为+5价，共升高10价．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合价降低，还原产物为KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价，化合价降低6价，KClO₃→Cl₂氯元素化合价由+5降低为0价，化合价总共降低10价，二者获得的电子数目相同，获得电子最小公倍数为30，则KCl的系数为5，Cl₂的系数为3，所以化合价降低60价，故I₂系数为6，根据元素守恒配平KClO₃、H₂O、KH（IO₃）₂的系数；
（2）酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，HI具有还原性；
（3）由题中信息可知，在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾；
（4）过滤用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯等；
（5）调节溶液pH，可加入KOH或K₂CO₃，以防止引入新杂质；
（6）由表中数据可知KIO₃在常温下的溶解度较小，且KIO₃在650℃分解，据此判断得到碘酸钾晶体的方法．

解答 解：（1）反应中I₂→KH（IO₃）₂，I元素化合价由0价升高为+5价，共升高10价．KClO₃→KCl、Cl₂，氯元素化合价降低，还原产物为KCl、Cl₂，KClO₃→KCl氯元素化合价由+5降低为-1价，化合价降低6价，KClO₃→Cl₂氯元素化合价由+5降低为0价，化合价总共降低10价，二者获得的电子数目相同，获得电子最小公倍数为30，则KCl的系数为5，Cl₂的系数为3，所以化合价降低共60价，故I₂系数为6，根据氯元素守恒可知KClO₃系数为11，根据碘元素守恒可知KH（IO₃）₂的系数为6，根据氢元素守恒可知H₂O、系数为3，检查氧元素守恒，故方程式为：6I₂+11KClO₃+3H₂O=6KH（IO₃）₂+5KCl+3Cl₂↑，
故答案为：6，11，3，6，5，3；
（2）步骤中产生氯气，需要将氯气排出反应体系，加入硝酸的目的是制造酸性环境，促进氯气从反应体系中逸出，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，HI具有还原性，能将已生成的碘酸氢钾还原，
故答案为：HI具有还原性能将已生成的碘酸氢钾还原；
（3）由题中信息可知，在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾，所以应将氯气排出，
故答案为：反应产生氯气跟KOH反应生成KClO，KClO能将KIO₃氧化成KIO₄，从而不能得到KIO₃；
（4）过滤用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯等，
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
（5）调节溶液pH，可加入KOH，以防止引入新杂质，反应的方程式为KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O，
故答案为：KH（IO₃）₂+KOH=KIO₃+H₂O；
（6）由表中数据可知KIO₃在常温下的溶解度较小，又KIO₃在650℃即分解，故最好采用蒸发浓缩溶液，让KIO₃结晶析出再行过滤分离的方法，
故答案为：蒸发结晶．

点评 本题以工业生产碘酸钾为载体，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，内容涉及方程式配平、对工艺流程的理解评价、方案设计等，难度中等，是对知识的综合运用和能力的考查．