Question

碘溶于碘化鉀溶液中形成I₃^-，并建立如下平衡：I₃^-═I^-+I₂．實(shí)驗(yàn)室可以通過氧化還原滴定法測(cè)定平衡時(shí)I₃^-的濃度
實(shí)驗(yàn)原理：為了測(cè)定平衡時(shí)的c（I₃^-），可用過量的碘與碘化鉀溶液一起搖動(dòng)，達(dá)平衡后取上層清液用標(biāo)準(zhǔn)的Na₂S₂O₃滴定：2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．由于溶液中存在I₃^-═I^-+I₂的平衡，所以用硫代硫酸鈉溶液滴定，最終測(cè)得的是I₂和I₃^-的總濃度，設(shè)為c₁，c₁=c（I₂）+c（I₃^-）；c（I₂） 的濃度可用相同溫度下，測(cè)過量碘與水平衡時(shí)溶液中碘的濃度代替，設(shè)為c₂，則c（I₂）=c₂，c（I₃^-）=c₁-c₂；
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1．用一只干燥的100mL 碘量瓶和一只250mL碘量瓶，分別標(biāo)上1、2號(hào)，用量筒取80mL 0.0100mol．L^-1KI于1號(hào)瓶，取200mL 蒸餾水于2號(hào)瓶，并分別加入0.5g過量的碘．
2．將兩只碘量瓶塞好塞子，振蕩30分鐘，靜置．
3．分別取上層清液20mL用濃度為c mol/L標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定．1號(hào)瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，2號(hào)瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液．
4．帶入數(shù)據(jù)計(jì)算c（I₃^-）
試回答下列問題
（1）標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)裝入

堿式滴定管

（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”），原因是

Na₂S₂O₃溶液是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性

．
（2）碘量瓶在震蕩靜置時(shí)要塞緊塞子，可能的原因是

防止I^-被空氣中的氧氣氧化

（3）滴定時(shí)向待測(cè)液中加入的指示劑是

淀粉

，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為

溶液恰好由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不褪色

．
（4）用c、V₁ 和V₂ 表示c（I₃^-）為

cV1-cV2

40

mol?L^-1．
（5）若在測(cè)定1號(hào)瓶時(shí)，取上層清液時(shí)不小心吸入了少量的I₂固體，則測(cè)定的c（I₃^-）

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析：（1）Na₂S₂O₃溶液是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性，所以標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)裝入堿式滴定管中；
（2）由于碘離子具有還原性，而空氣中含有氧氣，氧氣能氧化碘離子，防止I^-被空氣中的氧氣氧化；
（3）由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以滴定時(shí)向待測(cè)液中加入的指示劑是淀粉；到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為溶液恰好由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）根據(jù)1號(hào)瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，結(jié)合方程式計(jì)算20ml溶液中I₂和I₃^-的總物質(zhì)的量；根據(jù)2號(hào)瓶消耗的 Na₂S₂O₃溶液，結(jié)合方程式計(jì)算20ml溶液中I₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算I₃^-的物質(zhì)的量，根據(jù)c=

n

V

計(jì)算；
（5）如果取上層清液時(shí)不小心吸入了少量的I₂固體，則1號(hào)瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，結(jié)合（4）中c（I₃^-）表達(dá)式判斷．

解答：解：（1）Na₂S₂O₃溶液是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性，所以標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)裝入堿式滴定管中，
故答案為：堿式滴定管；Na₂S₂O₃溶液是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性；
（2）由于碘離子具有還原性，而空氣中含有氧氣，氧氣能氧化碘離子，所以碘量瓶在震蕩靜置時(shí)要塞緊塞子的原因是防止I^-被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：防止I^-被空氣中的氧氣氧化；
（3）由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以滴定時(shí)向待測(cè)液中加入的指示劑是淀粉，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為溶液恰好由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：淀粉；溶液恰好由藍(lán)色變成無色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）1號(hào)瓶消耗V₁mL Na₂S₂O₃溶液，由2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆可知，20ml溶液中I₂和I₃^-的總物質(zhì)的量=

1

2

×V₁×10^-3L×c mol/L=0.5cV₁×10^-3 mol；
2號(hào)瓶消耗V₂mL Na₂S₂O₃溶液，可知20mL溶液中I₂的物質(zhì)的量=

1

2

×V₂×10^-3L×c mol/L=0.5cV₂×10^-3 mol，
故c（I₃^-）=

0.5cV1×10-3mol-0.5cV2×10-3mol

20×10-3mol

=

cV1-cV2

40

mol/L，
故答案為：

cV1-cV2

40

mol/L；
（5）如果取上層清液時(shí)不小心吸入了少量的I₂固體，則1號(hào)瓶消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，由c（I₃^-）=

cV1-cV2

40

mol/L可知，測(cè)定結(jié)果偏大，
故答案為：偏大．

點(diǎn)評(píng)：本題本題以碘化鉀溶液中碘離子濃度的測(cè)定的有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究為載體，考查氧化還原滴定、化學(xué)計(jì)算、碘元素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)等，根據(jù)步驟理解測(cè)定原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度較大．