Question

20．碘化钠是实验室中常用的分析试剂，工业上用铁屑还原法制备NaI的流程如图所示．

请回答下列问题：
（1）判断反应①中碘是否反应完全的方法是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）．
（2）操作Ⅰ的名称是过滤．
（3）反应①的化学方程式为3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O．
（4）反应②中NaIO₃被Fe单质还原为NaI，同时生成Fe（OH）₃，写出该反应的化学方程式并用双线桥法表示此反应的电子转移的方向及数目．
（5）在反应②中若有99g NaIO₃被还原，则转移电子的物质的量为3mol．

Answer 1

分析 制备NaI的流程：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，操作I为过滤，固体为氢氧化铁，②过滤后溶液中主要含NaI，分离、提纯得到NaI．
（1）判断反应①中碘是否反应完全，本质为检验碘单质的存在，碘与淀粉作用显示蓝色，碘在四氯化碳中易溶，在四氯化碳中显示紫红色，据此分析解答；
（2）分离固体和液体的方法为过滤，分离固体氢氧化铁、铁粉和溶液；
（3）反应①为碘单质和氢氧化钠的反应，化合价升高和降低的元素均是I元素，化合价由0价分别变化为+5价、-1价，根据得失电子守恒和原子守恒书写方程式；
（4）反应②中NaIO₃被Fe单质还原为NaI，同时生成Fe（OH）₃，氧化剂为NaIO₃，还原剂为Fe，两者的物质的量之比是1：2，该反应转移电子为6，根据得失电子守恒和原子守恒书写方程式；
（5）反应②的化学方程式是2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+NaI，根据得失电子守恒计算．

解答 解：（1）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）；
（2）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，操作I为过滤，
故答案为：过滤；
（3）反应①为碘单质和氢氧化钠的反应，化合价升高和降低的元素均是I元素，化合价升高的I元素对应的产物NaIO₃，化合价降低的I元素对应的产物为NaI，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比是5：1，所以在反应的3molI₂中，有$\frac{1}{3}$mol的I₂做还原剂，有$\frac{5}{3}$mol的I₂做氧化剂，反应的方程式为：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O，
故答案为：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O；
（4）反应②中NaIO₃被Fe单质还原为NaI，同时生成Fe（OH）₃，该反应中，NaIO₃中碘元素的化合价由+5价变为-1价，所以NaIO₃是氧化剂，Fe单质中Fe元素化合价由0价升高到+3价，被氧化，根据得电子与失电子个数相等，两者的物质的量之比是1：2，则电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
（5）反应②的化学方程式是2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+NaI，NaIO₃中碘元素的化合价由+5价变为-1价，若有99g NaIO₃被还原，转移电子为$\frac{99g}{198g/mol}$×[（+5）-（-1）]=3mol，
故答案为：3．

点评 本题考查NaI的制备实验，明确制备流程中发生的反应及操作为解答的关键，涉及氧化还原反应及碘的特性，注重基础知识的考查，注意守恒思想的应用，题目难度中等．