Question

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO₃^-＞Fe³⁺＞I₂；还原性：S₂O₃^2-＞I^-3I₂+6OH^-═IO₃^-+5I^-+3H₂O；
KI+I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．
①加KSCN溶液显红色，该红色物质是______（用化学式表示）；CCl₄中显紫红色的物质是______（用电子式表示）．
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为______、______．
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失．写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：______．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______．
（3）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．Na₂S₂O₃ B．AlCl₃ C．Na₂CO₃ D．NaNO₂
（4）对含Fe²⁺较多的食盐（假设不含Fe³⁺），可选用KI作为加碘剂．请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe²⁺．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①给出的离子中，只有Fe³⁺遇KSCN溶液显红色，Fe³⁺与KI发生氧化还原反应生成的碘单质，易溶于有机溶剂，且碘在四氯化碳中显紫色；
②具有氧化性的离子为IO₃^-、Fe³⁺，具有还原性的离子为I^-，利用氧化还原反应来分析；
（2）根据KI具有还原性及氧化还原反应、KI₃在常温下不稳定性来分析；
（3）根据提高加碘盐（添加KI）的稳定性，主要是防止I^- 被氧化来分析；
（4）将亚铁离子转化为铁离子，再利用铁离子遇KSCN溶液变红色来检验．
解答：解：（1）某加碘盐可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺，用蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化后将溶液分为3份．从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色，可知该加碘盐中含有Fe³⁺，反应：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，Fe（SCN）₃呈血红色；从第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色，可知有碘生成．这是因为由于“氧化性：IO₃^-＞Fe³⁺＞I₂”，加足量KI后，IO₃^-和Fe³⁺均能将I^-氧化成I₂，由此也可以知道该加碘盐添加KIO₃；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．由此可知该加碘盐中不含KI．
①该加碘盐溶液中加KSCN溶液显红色的物质是Fe（SCN）₃，CCl₄中显紫红色的物质是I₂，电子式，故答案为：Fe（SCN）₃；；         
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O、2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，故答案为：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O；2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；
（2）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+I₂KI₃”，可知KI₃在常温下不稳定性，受热（或潮湿）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，故答案为：4KI+O₂+2H₂O═2I₂+4KOH；否；KI₃受热（或潮湿）条件下产生KI和I₂，KI被氧气氧化，I₂易升华；
（3）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：S₂O₃^2-＞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：AC；
（4）实际上就是设计实验方案，检验Fe²⁺．首先可取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，然后用盐酸酸化后，滴加适量氧化剂（如：氯水、过氧化氢等），使溶液中Fe²⁺转化为Fe³⁺，再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe²⁺，故答案为：取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂（如：氯水、过氧化氢等），再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe²⁺．
点评：本题以日常生活中熟悉的食盐和加碘盐中碘的损失原因为素材，要求通过实验，检验加碘盐中所含有的成分物质，探究保存过程中由于空气中氧气的作用容易引起碘损失的反应、探讨KI₃?H₂O作为食盐加碘剂是否合适、以及提高加碘盐（添加KI）的稳定性可添加的稳定剂，设计实验方案检验选用KI作为加碘剂的加碘盐中的Fe²⁺等，从而考查物质的检验、氧化还原反应和氧化还原反应方程式、离子反应和离子反应方程式、电子式、以及实验方案的设计等化学基础知识和基本技能．试题突了有效获取知识并与已有知识整合的能力，突出了能够从新信息中准确提取实质性的内容，并与所学的知识进行有效结合，解决实际问题的能力．体现了新课程《考试说明》（化学部分）对学习能力的要求．