题目内容

12．碘化钠是一种白色结晶粉末，医疗上可用于甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂等．实验室用NaOH、单质碘和水合肼为原料制得，部分装置如图所示．
实验步骤如下：
步骤①向三口烧瓶中加入8.2gNaOH及30mL水，搅拌冷却．
步骤②向制得的NaOH溶液中加入25.4g单质碘，开动磁力搅拌器，保持60〜70℃至反应充分．
步骤③向步骤②所得溶液中加入稍过量的N2H4•H2O（水合肼），还原NaIO和NaI33，得Nal溶液粗品和空气中常见的某气体．
步骤④向溶液③中加入1.0g活性炭，煮沸半小时，然后将溶液与活性炭分离．
步骤⑤蒸发浓缩、结晶、过滤及干燥得产品24.3g．
（1）步骤②温度不宜超过70℃的原因是防止碘升华；该步骤反应完全的现象是无固体残留且溶液接近无色．
（2）步骤③N2H4•H2O还原NalO3的化学方程式为3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O．
（3）步骤④加入活性炭的目的是脱色；“将溶液与活性炭分离”的方法是趁热过滤．
（4）本次实验成品率为81%．

分析 加入氢氧化钠，碘和氢氧化钠发生反应：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O，加入水合肼得到氮气与NaI，即发生反应：3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O，得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到NaI；
（1）温度超过70℃碘单质易升华；步骤②中碘单质生成NaI、NaIO3，反应完全时现象为无固体残留且溶液接近无色；
（2）步骤③N2H4•H2O还原NalO3的化学方程式为3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O；
（3）根据活性炭的吸附性分析，通过趁热过滤将活性炭与碘化钠溶液分离；
（4）8.2gNaOH与25.4g单质碘反应，氢氧化钠过量，碘单质反应完全，由碘单质计算生成的NaI与NaIO3，再由NaIO3计算与N2H4•H2O反应所得的NaI，由此计算得到理论生成的NaI，再计算产率可得．

解答 解：（1）碘单质易升华，步骤②温度不宜超过70℃；步骤②中碘单质生成NaI、NaIO3，反应完全时现象为无固体残留且溶液接近无色；
故答案为：防止碘升华；无固体残留且溶液接近无色；
（2）步骤③N2H4•H2O还原NalO3的化学方程式为3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O；
故答案为：3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O；
（3）活性炭具有吸附性，能脱色，通过趁热过滤将活性炭与碘化钠溶液分离；
故答案为：脱色；趁热过滤；
（4）8.2gNaOH与25.4g单质碘反应，氢氧化钠过量，碘单质反应完全，碘和氢氧化钠发生反应：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O，则生成的NaI的质量为：$\frac{25.4×750}{762}$=25g，生成的NaIO3与N2H4•H2O反应所得的NaI，反应为3N2H4•H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O，则6I2～2NaIO3～2NaI，该步生成的NaI质量为：$\frac{25.4×300}{1524}$=5g，故理论上生成的NaI为25g+5g=30g，实验成品率为$\frac{24.3}{30}×100%$=81%；
故答案为：：81%．

点评 本题考查了物质制备方案设计，主要考查了化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、产率计算，题目难度中等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力．

练习册系列答案
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