Question

6．碘化鈉是實(shí)驗(yàn)室常見分析試劑，常用于醫(yī)療和照相業(yè)．工業(yè)上用鐵屑還原法來制備，工藝流程如圖：

回答下列問題：
（1）完成下列指定反應(yīng)的化學(xué)方程式：碘與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式為3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O；
反應(yīng)③的化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2 Fe₂O₃+4H₂O．
（2）純凈的NaI為白色晶體，在空氣和水溶液中因逐漸析出碘而變黃或棕．欲制得較純凈的NaI，在濃縮、冷卻時(shí)最好采取的措施是C（填字母序）．
A．低壓蒸發(fā)濃縮，快速降溫冷卻
B．常壓蒸發(fā)濃縮，放入干燥器中冷卻
C．低壓蒸發(fā)濃縮，并充入氮?dú)飧艚^空氣
（3）檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有游離的碘（I₂）的具體操作：取少量產(chǎn)品于試管中，加蒸餾水解，（于試管中并滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)色，證明碘已完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品中沒有游離碘；如果溶液變藍(lán)，則說明碘沒有轉(zhuǎn)化完全，產(chǎn)品中含有游離碘．
（4）通過下列方法可以測定產(chǎn)品的純度：稱取m g成品，溶解并滴加幾滴淀粉溶液，再用a mol•L^-1的硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定至溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，消耗硫代硫酸鈉VmL，據(jù)此NaI純度的計(jì)算式為（不必求出最后結(jié)果）$\frac{{m-127aV×{{10}^{-3}}}}{m}×100%$．
（已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，相對(duì)原子質(zhì)量S-32，Na-23，I-127）

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、氫氧化亞鐵，經(jīng)過濾后得到固體氫氧化亞鐵，過濾后溶液中主要含NaI，濃縮、冷卻、結(jié)晶、分離、干燥、提純得到NaI．
（1）碘與強(qiáng)堿反應(yīng)，發(fā)生歧化反應(yīng)，碘元素化合價(jià)0價(jià)變化為+5價(jià)和-1價(jià)，結(jié)合電子守恒分析配平，反應(yīng)③是氫氧化亞鐵灼燒生成氧化鐵和水，結(jié)合原子守恒配平化學(xué)方程式；
（2）欲制得較純凈的NaI，在濃縮、冷卻時(shí)最好采取的措施是低壓蒸發(fā)濃縮，并充入氮?dú)飧艚^空氣；
（3）依據(jù)碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
（4）2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算生成的碘單質(zhì)的量，樣品質(zhì)量減去碘單質(zhì)的質(zhì)量剩余為KI的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算純度．

解答 解：（1）碘與強(qiáng)堿反應(yīng)，發(fā)生歧化反應(yīng)，碘元素化合價(jià)0價(jià)變化為+5價(jià)和-1價(jià)，結(jié)合電子守恒分析配平得到離子方程式為：3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，反應(yīng)③是氫Fe（OH）₂不穩(wěn)定，可與空氣中氧氣反應(yīng)而被氧化而生成Fe（OH）₃，在灼燒時(shí)生成Fe₂O₃，則反應(yīng)的總方程式為4Fe（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2 Fe₂O₃+4H₂O，
故答案為：5 I^-；4Fe（OH）₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2 Fe₂O₃+4H₂O；
（2）純凈的NaI為白色晶體，在空氣和水溶液中因逐漸析出碘而變黃或棕．欲制得較純凈的NaI，在濃縮、冷卻時(shí)最好采取的措施是低壓蒸發(fā)濃縮，并充入氮?dú)飧艚^空氣，防止碘離子被氧化，故選C，
故答案為：C；
（3）淀粉遇碘變藍(lán)，反檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有游離的碘（I₂）的具體操作為：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已反應(yīng)完全；反之，碘未反應(yīng)完全，（或取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應(yīng)完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應(yīng)完全），
故答案為：于試管中并滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)色，證明碘已完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品中沒有游離碘；如果溶液變藍(lán)，則說明碘沒有轉(zhuǎn)化完全，產(chǎn)品中含有游離碘；
（4）稱取m g成品，溶解并滴加幾滴淀粉溶液，再用a mol•L^-1的硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定至溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，消耗硫代硫酸鈉VmL，
結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算生成的碘單質(zhì)的量，樣品質(zhì)量減去碘單質(zhì)的質(zhì)量剩余為KI的質(zhì)量
               2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，
              2        1
a mol•L^-1×V×10^-3L      n
n=$\frac{aV}{2}$×10^-3mol
據(jù)此NaI純度的計(jì)算式為：$\frac{{m-127aV×{{10}^{-3}}}}{m}×100%$
故答案為：$\frac{{m-127aV×{{10}^{-3}}}}{m}×100%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，注意把握制備流程中發(fā)生的反應(yīng)及操作，題目涉及氧化還原反應(yīng)及碘的特性，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，題目難度中等．