Question

碘元素有“智力元素”之稱。研究性學(xué)習(xí)小組做了如下實驗探究海帶中碘元素存在并測定其中碘元素的含量。

（1）操作I為灼燒，則灼燒時用____盛裝海帶，操作II為____________________________；
（2）水浸時通常要將懸濁液煮沸2～3min，目的是______________________________；
（3）操作III，是同學(xué)們對溶液A中碘元素的存在形式進行的探究實驗。
[推測]：①以IO₃ˉ形式存在； ②以Iˉ形式存在
[查閱資料]：IO₃ˉ具有較強的氧化性，I₂+2S₂O₃²ˉ=2Iˉ+S₄O₆²ˉ
將上述溶液稀釋配制成200mL溶液，請完成下列實驗探究。限選試劑：3%H₂O₂溶液、KSCN溶液、FeCl₂溶液、稀硫酸。

序號	實驗方案	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①	取少量稀釋后的溶液A加入淀粉后再用硫酸酸化，分裝于試管I、II	無現(xiàn)象
②	往試管I中加入______	無現(xiàn)象	證明不是以IO3ˉ形式存在
③	往試管II中加入_______	_______________	證明以形式存在

 
（4）定量檢驗海帶中的碘含量：
①取20mL稀釋后溶液A分別于錐形瓶，分別用酸式滴定管滴加0.01mol/LKMnO₄溶液至溶液剛顯淺紅色，將Iˉ氧化為I₂并得到溶液B；
②在溶液B加入兩滴淀粉溶液，用0.01mol/LNa₂S₂O₃溶液，滴定至終點，終點現(xiàn)象為___________，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)上測定步驟①、②兩次，三次平均消耗Na₂S₂O₃溶液體積為VmL，計算海帶中碘元素的百分含量_________________．（假設(shè)操作I、II過程中碘不損失，相對原子量I－127）

Answer 1

（16分）（1）坩堝（2分）；  過濾（2分）（共4分）
（2）加快含碘物質(zhì)在水中的溶解，以使灰燼中的含碘物質(zhì)盡可能多的進入溶液。（2分）
（3）②FeCl₂溶液，后加入2滴KSCN溶液并振蕩；③3%H₂O₂溶液并振蕩；溶液變藍（每空2分共6分）
（4）溶液藍色剛好褪去，30s內(nèi)不恢復(fù)藍色；（每空2分，共4分）

試題分析：（1）干海帶是固體可燃物，灼燒時應(yīng)選坩堝盛裝少量干海帶；過濾可以將濁液分離固體和溶液，則操作II是過濾；（2）含碘物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大，則將海帶灰的懸濁液煮沸的目的是加快含碘物質(zhì)的溶解，提高固體粉末I中碘元素的浸出率；（3）實驗②：若溶液A中含有IO₃ˉ，因其具有較強的氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，鐵離子遇KSCN溶液變紅，若不存在IO₃ˉ，則試管I中加入FeCl₂溶液、KSCN溶液，振蕩后無現(xiàn)象；實驗③：若存在Iˉ，因其具有還原性，能被雙氧水氧化為單質(zhì)碘，淀粉遇碘變藍，則試管II中加入3%H₂O₂溶液，振蕩，若溶液變藍，證明存在Iˉ；（4）滴定前，溶液B中含有單質(zhì)碘，淀粉溶液遇碘變藍；滴定時，I₂+2S₂O₃²ˉ=2Iˉ+S₄O₆²ˉ；滴定終點時，溶液中無單質(zhì)碘，只有碘離子，淀粉遇碘離子不變藍，所以重點現(xiàn)象為溶液藍色恰好褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為藍色；由于n=c?V，則三次滴定平均消耗V×10ˉ⁵mol S₂O₃²ˉ，根據(jù)離子方程式中系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則溶液B中含有V×10ˉ⁵/2mol I₂；根據(jù)碘元素守恒可得關(guān)系式：2Iˉ～I₂，由此推斷20mL溶液A中含有V×10ˉ⁵mol Iˉ，則200mL溶液中含有的Iˉ為V×10ˉ⁴mol，則m(I)="127" V×10ˉ⁴g；根據(jù)碘元素的質(zhì)量守恒，則海帶中含有127 V×10ˉ⁴g碘元素，海帶中碘元素的百分含量="127" V×10ˉ⁴/a×100%=1.27V/a%。