Question

碘化钠是无色立方晶体或白色结晶性粉末，其水溶液呈微碱性，具有还原性、潮解性，在潮湿空气中因吸收水分而结块．碘化钠与空气接触，能使碘游离析出，工业上常用铁屑还原法来制备碘化钠，同时可得到副产品．工艺流程如图所示：

（1）反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为

 

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（2）判断反应①中的碘是否已完全转化的具体操作方法是

 

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（3）向NaIO₃溶液中加入铁屑的目的是

 

，反应②的离子方程式为

 

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（4）在将滤液浓缩、冷却结晶、分离、干燥和包装过程中，都需要注意的问题是

 

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Answer 1

考点：制备实验方案的设计,氯、溴、碘及其化合物的综合应用

专题：实验设计题

分析：由制备流程可知，碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO₃，加入Fe与NaIO₃发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，经过滤后得到固体氢氧化亚铁，过滤后溶液中主要含NaI，分离、提纯得到NaI，以此来解答．

解答： 解：由制备流程可知，碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO₃，加入Fe与NaIO₃发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，经过滤后得到固体氢氧化铁，过滤后溶液中主要含NaI，分离、提纯得到NaI，
（1）反应①为碘单质和氢氧化钠溶液的反应生成碘化钠，碘酸钠和水，3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，依据元素化合价变化判断元素化合价升高的被氧化得到氧化产物，碘元素化合价从0价变化为+5价，升高，被氧化得到NaIO₃，元素化合价降低的做氧化剂被还原得到还原产物．碘单质化合价从0价变化为-1价，化合价降低被还原，得到还原产物为NaI，所以反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：5；
故答案为：1：5；
（2）淀粉遇碘变蓝，反应后加淀粉无现象即可说明反应结束，则判断反应①中碘是否反应完全的方法为取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已反应完全；反之，碘未反应完全，（或取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴CCl₄，振荡、静置，若下层液体呈无色，证明碘已反应完全；若下层液体呈紫红色，证明碘未反应完全）
故答案为：取少量反应混合液于试管中并滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝色，证明碘已完全转化；如果溶液变蓝，则说明碘没有转化完全；
（3）向NaIO₃溶液中加入铁屑的目的是还原碘酸钠得到碘化钠，反应②涉及反应为2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₂↓+NaI，离子方程式为3Fe+IO₃^-+3H₂O═3Fe（OH）₂↓+I^-，Fe（OH）₂不稳定，可与空气中氧气反应而被氧化而生成Fe（OH）₃，在灼烧时生成Fe₂O₃，则反应的总方程式为4Fe（OH）₂+O₂

△   .

2 Fe₂O₃+4H₂O，
故答案为：还原碘酸钠得到碘化钠，3Fe+IO₃^-+3H₂O═3Fe（OH）₂↓+I^-；
（4）NaI不稳定，易被氧化而变质，在加热浓缩溶液时应充入氮气，以隔绝空气而防止被氧气氧化，
故答案为：防止NaI被空气氧化； 低压蒸发浓缩，并充入氮气隔绝空气．

点评：本题考查物质制备实验，注意把握制备流程中发生的反应及操作，题目涉及氧化还原反应及碘的特性，注重基础知识的考查，题目难度不大．