Question

2．碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料，在医药上用做祛痰剂和利尿剂等．工业上用铁屑还原法制备NaI，其主要流程如图，请回答下列问题：
（1）写出铁屑转化为Fe（OH）₃的离子方程式：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-．
（2）判断碘是否已完全反应的方法是取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应；反之，则未完全反应．
（3）NaIO₃在一定条件下可转化为HIO₄，25℃时，已知pH=2的高碘酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液显酸性．则NaIO₄溶液呈碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”）．
（4）测定产品中NaI含量的方法是：
a．称取3.000g样品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用0.1000mol•L^-1的AgNO₃溶液滴定至终点，消耗AgNO₃溶液体积的平均值为19.00mL．
①上述测定过程所需仪器中，需要检查是否漏液的仪器有250mL容量瓶、酸式滴定管．
②上述样品中NaI的质量分数为95.00%．
（5）已知K_sp（AgI）=1.5×10^-16，将AgNO₃和NaI的溶液混合，假设混合溶液中AgNO₃的浓度为0.01mol•L^-1，则开始生成AgI沉淀时，混合溶液中c（ I^-）=1.5×10^-14mol•L^-1．

Answer 1

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，过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到NaI，
（1）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；
（2）根据淀粉遇碘变蓝色判断；
（3）25℃时已知pH=2的高碘酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液显酸性，说明高碘酸为弱酸，NaIO₄溶液中高碘酸根离子水解显碱性；
（4）测定产品中NaI含量，滴加硝酸银，根据硝酸银的物质的量可确定质量分数，注意仪器的使用方法；
（5）依据溶度积常数计算混合溶液中c（ I^-）．

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，过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到NaI，
（1）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，反应的离子方程式为：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-；
故答案为：2Fe+IO₃^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+I^-；
（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：取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应；反之，则未完全反应；
（3）25℃时已知pH=2的高碘酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液显酸性，说明高碘酸溶液中存在电离平衡，说明高碘酸为弱酸，NaIO₄溶液中高碘酸根离子为弱酸阴离子水解显碱性，
故答案为：碱性；
（4）①配制溶液用250mL容量瓶，滴定用酸式滴定管，都应检查是否漏液；
故答案为：250 mL容量瓶、酸式滴定管；
②n（NaI）=n（AgNO₃）=0.1mol/L×0.019L=0.0019mol，
则3.000g样品中含有n（NaI）=0.019mol，m（NaI）=0.019mol×150g/mol=2.85g，
ω（NaI）=$\frac{2.85}{3}$×100%=95.00%，
故答案为：95.00%；
（5）已知K_sp（AgI）=1.5×10^-16，将AgNO₃和NaI的溶液混合，假设混合溶液中AgNO₃的浓度为0.01mol•L^-1，K_sp（AgI）=c（Ag⁺）c（I^-）=1.5×10^-16，
则开始生成AgI沉淀时，混合溶液中c（ I^-）=$\frac{1.5×1{0}^{-16}}{0.01}$mol/L=1.5×10^-14 mol/L，
故答案为：1.5×10^-14．

点评 本题考查物质制备实验，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，题目难度中等．