Question

12．碘化鈉在醫(yī)藥中用作甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑和利尿劑，也用作食品添加劑、感光劑等，工業(yè)上用水合肼（N₂H₄•H₂O）還原法制取碘化鈉固體，其制備流程如圖所示：

已知：N₂H₄•H₂O在100℃以上分解
（1）在合成NaI的過程中，可能混有的物質(zhì)是NaIO₃，生產(chǎn)過程中要適當(dāng)補(bǔ)充NaOH，目的是促使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)；
（2）在還原過程中，為了防止水合肼（N₂H₄•H₂O）高溫分解，反應(yīng)溫度控制在60～70℃，溫度也不能過低，其原因是溫度過低，降低化學(xué)反應(yīng)速率，工業(yè)上也可以用硫化鈉或鐵屑還原碘酸鈉制備碘化鈉，但水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高，其原因是N₂H₄•H₂O的氧化產(chǎn)物為N₂和H₂O，不引入雜質(zhì)；
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)還原液中是否含有IO₃^-：取適量還原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有IO₃^-；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含IO₃^-[可供選擇的試劑：稀硫酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液]
（4）測(cè)定產(chǎn)品中NaI含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．稱取4.000g樣品并溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中，然后加入足量的FeCl₃溶液，充分反應(yīng)后，再加入A溶液作指示劑；
c．用0.1000mol•L^-1的Na₂SO₄溶液滴定至終點(diǎn)（發(fā)生反應(yīng)方程式為2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），重復(fù)測(cè)定3次，所得的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

規(guī)定序號(hào)	待測(cè)體積/mL	盛裝標(biāo)準(zhǔn)滴定管的起點(diǎn)讀數(shù)/mL	盛裝標(biāo)準(zhǔn)滴定管的終點(diǎn)讀數(shù)/mL
1	25.00	0.06	24.04
2	25.00	0.02	24.02
3	25.00	0.12	24.14

①在滴定過程中，Na₂S₂O₃溶液應(yīng)放堿式滴定管（填儀器）中，加入的A物質(zhì)為淀粉（填名稱）；
②滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；
③該樣品中NaI的含量為90%；
④若用上述方法測(cè)得NaI的含量偏低（忽略測(cè)定過程中的誤差），則可能的原因是部分NaI被空氣中O₂氧化；
（5）碘化鈉固體的保存方法是用棕色瓶遮光、密封保存．

Answer 1

分析 用水合肼（N₂H₄•H₂O）還原法制取碘化鈉固體：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）合成NaI中可能混有NaIO₃，為促使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)，生產(chǎn)過程中要適當(dāng)補(bǔ)充NaOH；
（2）溫度低，化學(xué)反應(yīng)速率慢；N₂H₄•H₂O的氧化產(chǎn)物為N₂和H₂O，而用Na₂S或Fe屑還原會(huì)得到其它雜質(zhì)；
（3）加入淀粉溶液，加鹽酸酸化，若含有IO₃^-，會(huì)與I^-反應(yīng)生成I₂，淀粉遇碘變藍(lán)色；
（4）①依據(jù)鹽類水解分析判斷，Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽；檢驗(yàn)淀粉遇碘變藍(lán)色分析；
②檢驗(yàn)淀粉遇碘變藍(lán)色分析，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為溶液由淺藍(lán)色褪色，且半分鐘內(nèi)不變色；
③根據(jù)滴定消耗的Na₂S₂O₃的量結(jié)合方程式計(jì)算；
④考慮碘離子可能被氧化；
（5）碘化鈉固體應(yīng)避光密封保存．

解答 解：①碘和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，則NaI中可能混有NaIO₃，為促使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)，生產(chǎn)過程中要適當(dāng)補(bǔ)充NaOH；
故答案為：NaIO₃；促使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)；
（2）在還原過程中，為了防止水合肼（N₂H₄•H₂O）高溫分解，反應(yīng)溫度控制在60～70℃，溫度也不能過低，溫度過低，降低化學(xué)反應(yīng)速率； N₂H₄•H₂O的氧化產(chǎn)物為N₂和H₂O，而用Na₂S或Fe屑還原會(huì)得到其它雜質(zhì)，水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高；
故答案為：溫度過低，降低化學(xué)反應(yīng)速率； N₂H₄•H₂O的氧化產(chǎn)物為N₂和H₂O，不引入雜質(zhì)；
（3）檢驗(yàn)還原液中是否含有IO₃^-的實(shí)驗(yàn)方案：取適量還原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有IO₃^-；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含IO₃^-；
故答案為：取適量還原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有IO₃^-；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含IO₃^-；
（4）①Na₂S₂O₃為強(qiáng)堿弱酸鹽，因?yàn)榱虼�硫酸根離子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱堿性，所以滴定時(shí)Na₂S₂O₃溶液應(yīng)放在堿性滴定管中；因?yàn)榈矸塾龅庾兯{(lán)色，所以檢驗(yàn)碘單質(zhì)用淀粉試液作指示劑；
故答案為：堿式滴定管；淀粉；
②加入A物質(zhì)為淀粉試液，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色褪色，且半分鐘內(nèi)不變色；
故答案為：溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；
③根據(jù)表格3次消耗Na₂S₂O₃的體積，取其平均值為24.00ml，又2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₂+2NaI所以2I^-～2Na₂S₂O₃，則樣品中NaI的含量為：$\frac{24×1{0}^{-3}×0.1000×150×\frac{250}{25}}{4.000}×100%$=90%；
故答案為：90%；
 ④部分NaI被空氣中O₂氧化，用上述方法測(cè)得NaI的含量偏低；
故答案為：部分NaI被空氣中O₂氧化；
（5）碘化鈉固體應(yīng)避光密封保存，故用棕色瓶遮光、密封保存；
故答案為：用棕色瓶遮光、密封保存．

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)是解題關(guān)鍵，注意對(duì)題目信息的提取應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識(shí)解決問題的能力，題目難度中等．