Question

碘化鈉是無色立方晶體或白色結晶性粉末，其水溶液呈微堿性，具有還原性、潮解性，在潮濕空氣中因吸收水分而結塊．碘化鈉與空氣接觸，能使碘游離析出，工業(yè)上常用鐵屑還原法來制備碘化鈉，同時可得到副產(chǎn)品．工藝流程如圖所示：

（1）反應①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為

 

．
（2）判斷反應①中的碘是否已完全轉化的具體操作方法是

 

．
（3）向NaIO₃溶液中加入鐵屑的目的是

 

，反應②的離子方程式為

 

．
（4）在將濾液濃縮、冷卻結晶、分離、干燥和包裝過程中，都需要注意的問題是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：實驗設計題

分析：由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應生成NaI、氫氧化鐵，經(jīng)過濾后得到固體氫氧化亞鐵，過濾后溶液中主要含NaI，分離、提純得到NaI，以此來解答．

解答： 解：由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應生成NaI、氫氧化鐵，經(jīng)過濾后得到固體氫氧化鐵，過濾后溶液中主要含NaI，分離、提純得到NaI，
（1）反應①為碘單質和氫氧化鈉溶液的反應生成碘化鈉，碘酸鈉和水，3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，依據(jù)元素化合價變化判斷元素化合價升高的被氧化得到氧化產(chǎn)物，碘元素化合價從0價變化為+5價，升高，被氧化得到NaIO₃，元素化合價降低的做氧化劑被還原得到還原產(chǎn)物．碘單質化合價從0價變化為-1價，化合價降低被還原，得到還原產(chǎn)物為NaI，所以反應①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為1：5；
故答案為：1：5；
（2）淀粉遇碘變藍，反應后加淀粉無現(xiàn)象即可說明反應結束，則判斷反應①中碘是否反應完全的方法為取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已反應完全；反之，碘未反應完全，（或取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應完全）
故答案為：取少量反應混合液于試管中并滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍色，證明碘已完全轉化；如果溶液變藍，則說明碘沒有轉化完全；
（3）向NaIO₃溶液中加入鐵屑的目的是還原碘酸鈉得到碘化鈉，反應②涉及反應為2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₂↓+NaI，離子方程式為3Fe+IO₃^-+3H₂O═3Fe（OH）₂↓+I^-，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，可與空氣中氧氣反應而被氧化而生成Fe（OH）₃，在灼燒時生成Fe₂O₃，則反應的總方程式為4Fe（OH）₂+O₂

△   .

2 Fe₂O₃+4H₂O，
故答案為：還原碘酸鈉得到碘化鈉，3Fe+IO₃^-+3H₂O═3Fe（OH）₂↓+I^-；
（4）NaI不穩(wěn)定，易被氧化而變質，在加熱濃縮溶液時應充入氮氣，以隔絕空氣而防止被氧氣氧化，
故答案為：防止NaI被空氣氧化； 低壓蒸發(fā)濃縮，并充入氮氣隔絕空氣．

點評：本題考查物質制備實驗，注意把握制備流程中發(fā)生的反應及操作，題目涉及氧化還原反應及碘的特性，注重基礎知識的考查，題目難度不大．