Question

12．碘化钠在医药中用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂，也用作食品添加剂、感光剂等，工业上用水合肼（N₂H₄•H₂O）还原法制取碘化钠固体，其制备流程如图所示：

已知：N₂H₄•H₂O在100℃以上分解
（1）在合成NaI的过程中，可能混有的物质是NaIO₃，生产过程中要适当补充NaOH，目的是促使反应向生成物方向移动；
（2）在还原过程中，为了防止水合肼（N₂H₄•H₂O）高温分解，反应温度控制在60～70℃，温度也不能过低，其原因是温度过低，降低化学反应速率，工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，其原因是N₂H₄•H₂O的氧化产物为N₂和H₂O，不引入杂质；
（3）请设计一个简单的实验来检验还原液中是否含有IO₃^-：取适量还原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液变蓝色，说明废水中含有IO₃^-；若溶液不变蓝，说明废水中不含IO₃^-[可供选择的试剂：稀硫酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液]
（4）测定产品中NaI含量的实验步骤如下：
a．称取4.000g样品并溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测液于锥形瓶中，然后加入足量的FeCl₃溶液，充分反应后，再加入A溶液作指示剂；
c．用0.1000mol•L^-1的Na₂SO₄溶液滴定至终点（发生反应方程式为2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），重复测定3次，所得的相关数据如表所示：

规定序号	待测体积/mL	盛装标准滴定管的起点读数/mL	盛装标准滴定管的终点读数/mL
1	25.00	0.06	24.04
2	25.00	0.02	24.02
3	25.00	0.12	24.14

①在滴定过程中，Na₂S₂O₃溶液应放碱式滴定管（填仪器）中，加入的A物质为淀粉（填名称）；
②滴定终点观察到的现象为溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复；
③该样品中NaI的含量为90%；
④若用上述方法测得NaI的含量偏低（忽略测定过程中的误差），则可能的原因是部分NaI被空气中O₂氧化；
（5）碘化钠固体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）还原法制取碘化钠固体：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）合成NaI中可能混有NaIO₃，为促使反应向生成物方向移动，生产过程中要适当补充NaOH；
（2）温度低，化学反应速率慢；N₂H₄•H₂O的氧化产物为N₂和H₂O，而用Na₂S或Fe屑还原会得到其它杂质；
（3）加入淀粉溶液，加盐酸酸化，若含有IO₃^-，会与I^-反应生成I₂，淀粉遇碘变蓝色；
（4）①依据盐类水解分析判断，Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐；检验淀粉遇碘变蓝色分析；
②检验淀粉遇碘变蓝色分析，滴定终点观察到的现象为溶液由浅蓝色褪色，且半分钟内不变色；
③根据滴定消耗的Na₂S₂O₃的量结合方程式计算；
④考虑碘离子可能被氧化；
（5）碘化钠固体应避光密封保存．

解答 解：①碘和氢氧化钠发生反应：3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO₃+3H₂O，则NaI中可能混有NaIO₃，为促使反应向生成物方向移动，生产过程中要适当补充NaOH；
故答案为：NaIO₃；促使反应向生成物方向移动；
（2）在还原过程中，为了防止水合肼（N₂H₄•H₂O）高温分解，反应温度控制在60～70℃，温度也不能过低，温度过低，降低化学反应速率； N₂H₄•H₂O的氧化产物为N₂和H₂O，而用Na₂S或Fe屑还原会得到其它杂质，水合肼还原法制得的产品纯度更高；
故答案为：温度过低，降低化学反应速率； N₂H₄•H₂O的氧化产物为N₂和H₂O，不引入杂质；
（3）检验还原液中是否含有IO₃^-的实验方案：取适量还原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液变蓝色，说明废水中含有IO₃^-；若溶液不变蓝，说明废水中不含IO₃^-；
故答案为：取适量还原液，加入淀粉溶液，加稀硫酸酸化，若溶液变蓝色，说明废水中含有IO₃^-；若溶液不变蓝，说明废水中不含IO₃^-；
（4）①Na₂S₂O₃为强碱弱酸盐，因为硫代硫酸根离子水解，Na₂S₂O₃溶液呈弱碱性，所以滴定时Na₂S₂O₃溶液应放在碱性滴定管中；因为淀粉遇碘变蓝色，所以检验碘单质用淀粉试液作指示剂；
故答案为：碱式滴定管；淀粉；
②加入A物质为淀粉试液，滴定终点观察到的现象为溶液由蓝色褪色，且半分钟内不变色；
故答案为：溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复；
③根据表格3次消耗Na₂S₂O₃的体积，取其平均值为24.00ml，又2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₂+2NaI所以2I^-～2Na₂S₂O₃，则样品中NaI的含量为：$\frac{24×1{0}^{-3}×0.1000×150×\frac{250}{25}}{4.000}×100%$=90%；
故答案为：90%；
 ④部分NaI被空气中O₂氧化，用上述方法测得NaI的含量偏低；
故答案为：部分NaI被空气中O₂氧化；
（5）碘化钠固体应避光密封保存，故用棕色瓶遮光、密封保存；
故答案为：用棕色瓶遮光、密封保存．

点评 本题考查物质制备实验，明确制备流程中发生的反应是解题关键，注意对题目信息的提取应用，题目综合性较强，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力，题目难度中等．