化学研究性课题食盐中的碘.doc

化学研究性课题食盐中的碘前言碘是人体必需的微量元素，人体摄碘不足容易引起地方性甲状腺肿大、克汀病和对儿童智力发育形成潜在性损伤。食盐中的碘以KIO3 形式存在加工碘盐时，盐业部门在每500克盐中加进约40微克的碘，经批发销售环节后，每袋盐中的碘约有30微克，到我们食用时，每袋盐经开封后，可能就只有20微克碘残存,这就增加了实验的难度.关键词: 碘酸钾 溴 置换 食盐 过渡价态实验设计为了证明食盐中含有碘元素，我们做了以下方案设计 方案一实验原理： 含碘盐中含有碘酸钾(KIO3 ) ，在酸性条件下KI将碘离子氧化成碘单质， 碘单质遇淀粉变蓝，本实验利用KI-H2SO4 试液与碘盐中的KIO3 反应生成 I2 ，再用淀粉试液检验生成的I2 。实验用品： 药品：含碘食盐溶液、KI溶液、稀 H2 SO4、浓H2 SO4、淀粉试液 仪器：试管、胶头滴管实验步骤： (1) 在一支试管中加入少量含碘食盐溶液，滴入几滴稀H2 SO4 ，然后再 滴入几滴淀粉试液。观察现象。 (2) 在另一支试管中加入几滴浓H2 SO4 ，然后再滴入 几滴淀粉试液。观察现象。 (3) 将上述两支试管里的液体混合，观察现象。反应方程式：KIO3 + 5KI + 3H2 SO4 = 3K2 SO4 + 3I2 + 3H2 O用此方法的优点是现象明显。但是却又产生这样的疑问：由于检验时又加入了碘化物，那么生成的碘单质会不会全部来源于新加入的碘化物？如果事先往NaCl中加入一些NaClO，用以上方法也检验到生成了碘单质。为此，找了资料以后，我们对其作了改进。方案二实验用品： H2O2、SO2、（SO32-+H+）和淀粉溶液实验步骤：(1)取一定量食盐（如10g），加少量水充分振荡（水要少，要有相当量食盐未溶），静置，取上层清夜分成两份，往其中一份中滴加几滴稀硫酸和淀粉溶液，再逐滴滴入3%的H2O2，变蓝则证明加碘盐所加入的碘为I - ；不变则进行下面的操作。(2)取另一份清液，通入适量SO2(或加SO32- + H+ )，充分反应后滴加淀粉溶液，再逐滴滴入3%的H2O2，有蓝色出现则证明加入的为IO3-。主要反应方程式:1. 2 I - + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O2. IO3- + 3SO32- = I - + 3SO42-（或 IO3- + 3SO2 + 3H2O = I - + 3SO42- + 6H+ ）开始实验时, 我们才发现实验室里找不到SO2,这怎么办呢?在一番寻找之后,无意中看到了一瓶溴.于是我转念一想,用溴来置换碘单质,不是也可行吗?于是我们又设计了方案三。方案三实验原理： 含碘盐中含有碘酸钾(KIO3 ) ，利用Br2置换出I2单质实验用品： 药品：含碘食盐溶液、溴、面粉糊(代替淀粉) 仪器：试管、胶头滴管实验步骤： (1) 在一支试管(试管A)中加入少量含碘食盐溶液，滴入几滴Br2 ，然后再滴入几滴淀粉试液,观察现象。 (2) 在另一支试管(试管B)中加入碘单质 ，然后再滴入几滴淀粉试液,观察现象。 (3)对比观察。微热主要反应方程式: 2KIO3+Br2 2KBr+3O2+I2实验现象与结果分析反应发生的很快,试管A、B中都产生了紫色气体(碘升华)。同时试管A里的颜色变成浅蓝色, 试管B里的颜色变成深蓝色。在酸性条件下，其它氧化剂与碘离子反应能否生成I2? 在这困惑中，我们又联想到报上刊登过的有关将工业盐误当食盐用而发生集体中毒的事件，于是我们就查阅了相关资料，得出工业盐虽然主要成分是NaCl,但还含有一定的NaNO2。从理论上分析，NaNO2中氮元素的化合价为过渡价态,既有氧化性又有还原性。为了探究NaNO2能否氧化I2，我们用同样的实验步骤和方法进行了探索，其结果也发生同样的实验现象，即淀粉变蓝。这到底是什么原因呢？经分析和查询相关资料，该实验的原理为：2NO2-+2I-+4H+=I2+2NO+2H2O由此可见，为了不把工业盐当含碘食盐，在鉴定过程中，首先要排除NO2-的干扰。那么怎样排除呢？我们又通过查询相关资料，做了如下实验，取盐样品加醋酸成酸性，然后，滴加新制取的FeSO4(aq),若显棕色，则盐中含有NaNO2。其反应原理为：NO2-+4CH3COOH+3Fe2+=3Fe3+NO+CH3COO_+2H2OFe2+NO=Fe(NO)2+ (棕色)若无棕色现象，就可排除NO2-离子的干扰。多次实验证明：只有排除NO2-离子的干扰后，再进行如上的鉴定实验，才能得出正确的结论。否则是不严密的。左为 实验结果 右为淀粉与碘单质的反应 实验总结本次实验几经周折,先是方案一不够严密,再是方案二的实验用品不齐，导致这两个方案失败。第三个方案成功，主要是由于平时学习还不够认真，导致Br2置换出I2的简单原理也没有想到，也有一定的偶然性，我才设计了第三个方案。这次研究性课题充分运用