Question

碘化钾可用于有机合成、制药等领域，它是一种白色立方结晶或粉末，易溶于水。有两个学习小组查阅资料后，分别设计以下实验装置制备KI：

【查阅资料】：

（1）3I₂+6KOH═KIO₃+5KI+3H₂O

（2）H₂S是有剧毒的酸性气体，具有较强还原性，水溶液称氢硫酸（弱酸）；

（3）HCOOH（甲酸）具有强烈刺激性气味的液体，具有较强还原性，弱酸；

（4）在实验条件下，S^2-、HCOOH分别被KIO₃氧化为SO₄^2-、CO₂。

Ⅰ组. H₂S还原法，实验装置如图：

实验步骤如下：

①在上图所示的C中加入127g研细的单质I₂和210g 30%的KOH 溶液，搅拌至碘完全溶解。

②打开弹簧夹向其中通入足量的 H₂S。

③将装置C中所得溶液用稀H₂SO₄酸化后，置于水浴上加热10min。

④在装置C的溶液中加入BaCO₃，充分搅拌后，过滤、洗涤。

⑤将滤液用氢碘酸酸化，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。得产品145g。

Ⅱ组.甲酸还原法，实验装置如图：

实验步骤如下：

⑥在三颈瓶中加入 127g 研细的单质I₂和210g 30%的 KOH 溶液，搅拌至碘完全溶解。

⑦通过滴液漏斗向反应后的溶液中滴加入适量HCOOH，充分反应后，再用KOH溶液调pH至9~10，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。得产品 155g。

回答下列问题；

（1）图中装置 A 中发生反应的离子方程式为__________；装置 B 中的试剂是_________。

（2）D装置的作用是___________。

（3）步骤④的目的是_____________________ 。

（4）步骤⑤中“滤液用氢碘酸酸化”的目的是__________________ 。

（5）Ⅱ组实验的产率为__________________。

（6）Ⅱ组实验中，加入HCOOH发生氧化还原反应的离子方程式为_______________。

（7）与Ⅰ组相比较，Ⅱ组实验的优点是（至少答出两点即可）__________________。

Answer

FeS + 2H+Fe+ + H2S↑ 饱和NaHS溶液 吸收多余的H2S气体 除去溶液中的SO42- 除去溶液中的CO32- 93.4% 3HCOOH + IO3-I- + 3CO2↑+ 3H2O 操作简单、产率高、原料无剧毒等

【解析】Ⅰ组. H2S还原法

试题分析；由题中信息可知，A装置制备硫化氢气体，B用于除去硫化氢中的氯化氢杂质，C是制备碘化钾的装置，D是尾气处理装置。

（1）图中装置 A 中发生反应的离子方程式为FeS + 2H+Fe+ + H2S↑；B用于除去硫化氢中的氯化氢杂质，根据平衡移动原理可知，硫化氢在饱和NaHS溶液中溶解度较小，故装置 B 中的试剂是饱和NaHS溶液。

（2）D装置的作用是吸收多余的H2S气体，防止污染空气。

（3）步骤④中加入BaCO3，可以将溶液中的SO42-转化为难溶于水、难溶于酸的硫酸钡，故其目的是除去溶液中的SO42-。

（4）步骤④中加入BaCO3，在生成硫酸钡的同时，有CO32-生成，故步骤⑤中“滤液用氢碘酸酸化”的目的是除去溶液中的CO32-。

Ⅱ组.甲酸还原法

试题分析：与与Ⅰ组相比较，该实验中没有使用有毒原料、不用除杂、不用进行尾气处理、产品的产率较高。

（5）127g I2的物质的量为0.5mol，210g 30%的 KOH 溶液含KOH的物质的量为1.125mol，由3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O可知，KOH过量，KIO3被HCOOH还原也生成KI，故理论上0.5mol I2可生成1mol KI(质量为166g)，所以，Ⅱ组实验的产率为93.4%。

（6）Ⅱ组实验中，加入HCOOH发生氧化还原反应的离子方程式为3HCOOH + IO3-I- + 3CO2↑+ 3H2O。

（7）与Ⅰ组相比较，Ⅱ组实验的优点是操作简单、产率高、原料无剧毒等。