Question

2．碘化鈉是制備無機(jī)和有機(jī)碘化物的原料，在醫(yī)藥上用做祛痰劑和利尿劑等．工業(yè)上用鐵屑還原法制備NaI，其主要流程如圖，請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出鐵屑轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃的離子方程式：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-．
（2）判斷碘是否已完全反應(yīng)的方法是取少量反應(yīng)后的混合液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已完全反應(yīng)；反之，則未完全反應(yīng)．
（3）NaIO₃在一定條件下可轉(zhuǎn)化為HIO₄，25℃時(shí)，已知pH=2的高碘酸溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合，所得混合溶液顯酸性．則NaIO₄溶液呈堿性（填“酸性”、“中性”或“堿性”）．
（4）測(cè)定產(chǎn)品中NaI含量的方法是：
a．稱取3.000g樣品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；
c．用0.1000mol•L^-1的AgNO₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO₃溶液體積的平均值為19.00mL．
①上述測(cè)定過程所需儀器中，需要檢查是否漏液的儀器有250mL容量瓶、酸式滴定管．
②上述樣品中NaI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.00%．
（5）已知K_sp（AgI）=1.5×10^-16，將AgNO₃和NaI的溶液混合，假設(shè)混合溶液中AgNO₃的濃度為0.01mol•L^-1，則開始生成AgI沉淀時(shí)，混合溶液中c（ I^-）=1.5×10^-14mol•L^-1．

Answer 1

分析 由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵，過濾后得到的NaI溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到NaI，
（1）碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵；
（2）根據(jù)淀粉遇碘變藍(lán)色判斷；
（3）25℃時(shí)已知pH=2的高碘酸溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合，所得混合溶液顯酸性，說明高碘酸為弱酸，NaIO₄溶液中高碘酸根離子水解顯堿性；
（4）測(cè)定產(chǎn)品中NaI含量，滴加硝酸銀，根據(jù)硝酸銀的物質(zhì)的量可確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)，注意儀器的使用方法；
（5）依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算混合溶液中c（ I^-）．

解答 解：由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵，過濾后得到的NaI溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到NaI，
（1）碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-；
故答案為：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-；
（2）淀粉遇碘變藍(lán)，反應(yīng)后加淀粉無現(xiàn)象即可說明反應(yīng)結(jié)束，則判斷反應(yīng)中碘是否反應(yīng)完全的方法為取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已反應(yīng)完全；反之，碘未反應(yīng)完全，（或取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應(yīng)完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應(yīng)完全），
故答案為：取少量反應(yīng)后的混合液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已完全反應(yīng)；反之，則未完全反應(yīng)；
（3）25℃時(shí)已知pH=2的高碘酸溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合，所得混合溶液顯酸性，說明高碘酸溶液中存在電離平衡，說明高碘酸為弱酸，NaIO₄溶液中高碘酸根離子為弱酸陰離子水解顯堿性，
故答案為：堿性；
（4）①配制溶液用250mL容量瓶，滴定用酸式滴定管，都應(yīng)檢查是否漏液；
故答案為：250 mL容量瓶、酸式滴定管；
②n（NaI）=n（AgNO₃）=0.1mol/L×0.019L=0.0019mol，
則3.000g樣品中含有n（NaI）=0.019mol，m（NaI）=0.019mol×150g/mol=2.85g，
ω（NaI）=$\frac{2.85}{3}$×100%=95.00%，
故答案為：95.00%；
（5）已知K_sp（AgI）=1.5×10^-16，將AgNO₃和NaI的溶液混合，假設(shè)混合溶液中AgNO₃的濃度為0.01mol•L^-1，K_sp（AgI）=c（Ag⁺）c（I^-）=1.5×10^-16，
則開始生成AgI沉淀時(shí)，混合溶液中c（ I^-）=$\frac{1.5×1{0}^{-16}}{0.01}$mol/L=1.5×10^-14 mol/L，
故答案為：1.5×10^-14．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，明確制備流程中發(fā)生的反應(yīng)及操作為解答的關(guān)鍵，涉及氧化還原反應(yīng)及碘的特性，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，題目難度中等．