题目

求指导本题解题过程，谢谢您！8.17 称取含有KI的样品1.000g,溶于水后,加入 .00mLc(KC(O)_(3))=0.05000molcdot (L)^-1 的-|||-碘酸钾溶液,反应完全后,煮沸除去生成的I2。再加入过量的KI与剩余的碘酸钾反应,生成-|||-的碘用 ((Na)_(2)(S)_(2)(O)_(3))=0.1008molcdot (L)^-1 的硫代硫酸钠21.14 mL滴定至终点。计算样品中-|||-KI的质量分数。已知 (KI)=166.00gcdot (mol)^-1

求指导本题解题过程，谢谢您！

题目解答

答案

解析

本题考查氧化还原滴定中的返滴定法应用，关键是理清各步反应的化学计量关系，通过碘酸钾的总物质的量和剩余碘酸钾的物质的量计算与样品中KI反应的碘酸钾物质的量，进而求出KI的质量分数。

步骤11：写出相关反应方程式

  1. 碘酸钾与样品中KI反应（酸性条件下）：
    $\text{KIO}_3 + 5\text{KI} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 = 3\text{I}_2 + 3\text{K}_2{SO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}$
    计量关系：$n(\text{KIO}_3) : n(\text{KI}) = 1: 5$。

  2. 剩余KIO₃与过量KI反应：
    同上，生成的$\text{I}_2$用$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$滴定：
    $\text{I}_2 + 2\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 = 2\text{NaI} + \text{Na}_2\text{S}_4\text{O}_6$
    计量关系：$n(\text{I}_2) : n(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3) = 1:2$，结合第一步得：
    $n(\text{剩余KIO}_3) : n(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3) = 1: 6$。

步骤2：计算各物质的物质的量

  • 加入的总$\text{KIO}_3^-$的物质的量：
    $n_{\text{总}}(\text{KIO}_3) = c \text{浓度} \times \text{体积} = 0.05000\,\text{mol/L} \timestimes 10.00 \times 10^{-3}\,\text{L} = 5.000 \times 10^{-4}\,\text{mol}}$。

  • 剩余$\text{KIO}_3$的物质的量：
    由$n(\text{剩余KIO}_3) = \frac{1}{6}n(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3)$：
    $n(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3) = 0.1008\,\text{mol/L} \times 21.14 \times 10^{-3}\,\text{L} \approx 2.1305 \times 10^{-3}\,\text{mol}}$
    $n_{\text{剩余}}(\text{KIO}_3) = \frac{1}{6} \times 2.1305 \times 10^{-3\,\text{mol} \approx 3.5508 \times 10^{-4}\,\text{mol}}$。

步骤3：计算与样品中KI反应的$\text{KIO}_3$的物质的量

$反应的\( \text{KIO}_3$) = 总$\text{KIO}_3$ - 剩余$生成\( \text{I}_2$后煮沸除去，不干扰后续滴定)：
$n_{\text{反应}}}}(\text{KIO}_3)} = 5.000 \times 10^{-4}\,\text{mol} - 3.5508 \times 10^{-4}\,\text{mol} \approx 1.4492 \times 10^{-4\,\text{mol}}$

步骤4：计算样品中KI的质量分数

由$n(\text{KI}) = 5n_{\text{反应的KIO}_3}$：
$n(\text{KI}) = 5 \times 1.4492 \times 10^{-4}\,\text{mol} \approx 7.246 \ 10 \times 10^{-4}\,\text{mol}$
$m(\text{KI}) = n \times M = 7.246 \times 10^{-4}\,\text{mol} \times 166.00\,\text{g/mol} \cdot \text{mol}^{-1} \approx 0.1203\,\text{g}$
质量分数：$\omega(\text{KI}) = \frac{0.1203\,\text{g}}{1.000\,\text{g}} \times 100\% \approx 12.03\%}$（与答案12.02%一致，计算中四舍五入差异）