Question

12．碘化鈉是一種白色結(jié)晶粉末，醫(yī)療上可用于甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑等．實(shí)驗(yàn)室用NaOH、單質(zhì)碘和水合肼為原料制得，部分裝置如圖所示．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟①向三口燒瓶中加入8.2gNaOH及30mL水，攪拌冷卻．
步驟②向制得的NaOH溶液中加入25.4g單質(zhì)碘，開(kāi)動(dòng)磁力攪拌器，保持60〜70℃至反應(yīng)充分．
步驟③向步驟②所得溶液中加入稍過(guò)量的N₂H₄•H₂O（水合肼），還原NaIO和NaI₃3，得Nal溶液粗品和空氣中常見(jiàn)的某氣體．
步驟④向溶液③中加入1.0g活性炭，煮沸半小時(shí)，然后將溶液與活性炭分離．
步驟⑤蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾及干燥得產(chǎn)品24.3g．
（1）步驟②溫度不宜超過(guò)70℃的原因是防止碘升華；該步驟反應(yīng)完全的現(xiàn)象是無(wú)固體殘留且溶液接近無(wú)色．
（2）步驟③N₂H₄•H₂O還原NalO₃的化學(xué)方程式為3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O．
（3）步驟④加入活性炭的目的是脫色；“將溶液與活性炭分離”的方法是趁熱過(guò)濾．
（4）本次實(shí)驗(yàn)成品率為81%．

Answer 1

分析 加入氫氧化鈉，碘和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，加入水合肼得到氮?dú)馀cNaI，即發(fā)生反應(yīng)：3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O，得到的NaI溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到NaI；
（1）溫度超過(guò)70℃碘單質(zhì)易升華；步驟②中碘單質(zhì)生成NaI、NaIO₃，反應(yīng)完全時(shí)現(xiàn)象為無(wú)固體殘留且溶液接近無(wú)色；
（2）步驟③N₂H₄•H₂O還原NalO₃的化學(xué)方程式為3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O；
（3）根據(jù)活性炭的吸附性分析，通過(guò)趁熱過(guò)濾將活性炭與碘化鈉溶液分離；
（4）8.2gNaOH與25.4g單質(zhì)碘反應(yīng)，氫氧化鈉過(guò)量，碘單質(zhì)反應(yīng)完全，由碘單質(zhì)計(jì)算生成的NaI與NaIO₃，再由NaIO₃計(jì)算與N₂H₄•H₂O反應(yīng)所得的NaI，由此計(jì)算得到理論生成的NaI，再計(jì)算產(chǎn)率可得．

解答 解：（1）碘單質(zhì)易升華，步驟②溫度不宜超過(guò)70℃；步驟②中碘單質(zhì)生成NaI、NaIO₃，反應(yīng)完全時(shí)現(xiàn)象為無(wú)固體殘留且溶液接近無(wú)色；
故答案為：防止碘升華；無(wú)固體殘留且溶液接近無(wú)色；
（2）步驟③N₂H₄•H₂O還原NalO₃的化學(xué)方程式為3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O；
故答案為：3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O；
（3）活性炭具有吸附性，能脫色，通過(guò)趁熱過(guò)濾將活性炭與碘化鈉溶液分離；
故答案為：脫色；趁熱過(guò)濾；
（4）8.2gNaOH與25.4g單質(zhì)碘反應(yīng)，氫氧化鈉過(guò)量，碘單質(zhì)反應(yīng)完全，碘和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，則生成的NaI的質(zhì)量為：$\frac{25.4×750}{762}$=25g，生成的NaIO₃與N₂H₄•H₂O反應(yīng)所得的NaI，反應(yīng)為3N₂H₄•H₂O+2NaIO₃=2NaI+3N₂↑+9H₂O，則6I₂～2NaIO₃～2NaI，該步生成的NaI質(zhì)量為：$\frac{25.4×300}{1524}$=5g，故理論上生成的NaI為25g+5g=30g，實(shí)驗(yàn)成品率為$\frac{24.3}{30}×100%$=81%；
故答案為：：81%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計(jì)，主要考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、氧化還原反應(yīng)、產(chǎn)率計(jì)算，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．