Question

(15分)

I₂O₅是白色固体，遇水生成碘酸（HIO₃）。I₂O₅可用于检验并定量测定空气中的CO，在常温下发生的反应为 5CO＋I₂O₅=5CO₂＋I₂（空气中其余气体不与I₂O₅反应）。

实验一：制取I₂O₅

将碘酸加热至90~110 ºC使其部分脱水，再升温至220~240 ℃并恒温4 h，使反应完全。接着慢慢冷却至室温，密封保存，即得五氧化二碘。

（1）写出碘酸制I₂O₅的化学方程式：                          。

（2）在制得的I₂O₅固体中含有少量I₂杂质，提纯的方法是      （填标号）；

A．过滤   B．蒸发结晶 C．蒸馏   D．升华

该提纯方法用到的玻璃仪器为          （填标号）。

A．圆底烧瓶 B．烧杯   C．普通漏斗   D．酒精灯 E．玻璃棒

实验二：检验空气中CO利用下图装置检验空气中是否存在CO。

（3）能说明空气中含有CO的现象是                  。

（4）倘若要从广口瓶中出现浑浊来判断空气中含有CO，请写出改进的实验方案：                         。

实验三：测定空气中CO的含量

（5）将I₂O₅与CO反应生成的碘单质用硫代硫酸钠滴定（反应为I₂＋2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆＋2NaI），即可根据消耗硫代硫酸钠的量来计算空气中CO的含量。若某次实验时测得参与反应的空气体积为a mL（标准状况下），滴定过程中，共消耗v mL c mol·L^-1 Na₂S₂O₃溶液。则该空气样品中CO的体积分数是          。

（6）该实验方案存在的一个明显缺陷是                         。

Answer

(15分)

（1）2HIO3I2O5＋H2O（3分）

（2）D (2分) A B D（2分）

（3）玻璃管中白色固体变为紫黑色（2分）

（4）空气进入硬质玻璃管之前，先依次通入装有氢氧化钠溶液、浓硫酸的洗气瓶（2分）

（5） 56cv/a（2分）

（6）缺少平行实验 （2分）

【解析】

试题分析：（1）加热碘酸分解可生成I2O5和H2O，所以化学方程式为：2HIO3I2O5＋H2O。

（2）碘易升华，所以可通过升华的方法I2O5固体中含有少量I2杂质；升华需要用到的仪器有：酒精灯、烧瓶、玻璃杯，所以答案为ABD。

（3）根据题目所给信息：在常温下发生的反应为 5CO＋I2O5=5CO2＋I2 （空气中其余气体不与I2O5反应），若空气中含有CO，生成的I2为紫黑色，所以能说明空气中含有CO的现象是：玻璃管中白色固体变为紫黑色。

（4）倘若要从广口瓶中出现浑浊来判断空气中含有CO，为了防止空气中CO2的干扰，通入氢氧化钠溶液除去空气中的CO2，为了防止I2O5与水反应，需要浓硫酸干燥，所以改进的实验方案为：空气进入硬质玻璃管之前，先依次通入装有氢氧化钠溶液、浓硫酸的洗气瓶。

（5）根据化学方程式可得对应关系：5CO ～ I2 ～2Na2S2O3 ，则n（CO）=5/2n（Na2S2O3）=5/2×vc/1000mol，所以该空气样品中CO的体积分数=5/2×vc/1000mol×22.4L/mol÷a/1000L=56cv/a。

（6）由于每一次实验都有偶然性，为了使测定数值接近真实值，应该继续多次实验，求平均值，所以该实验方案存在的一个明显缺陷是：缺少平行实验。

考点：本题考查化学方程式的书写、基本仪器和基本操作、实验方案的设计与评价、化学计算。