Question

【題目】碘化鈉在醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用于X射線造影劑、甲狀腺癌防治等方面。實(shí)驗(yàn)室可用鐵屑還原法制碘化鈉。回答下列問(wèn)題：

(1)向反應(yīng)容器中加入30mL40%的NaOH溶液、25.4gI2，攪拌并加熱，發(fā)生反應(yīng)：3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O。將溫度控制在60-70℃的最佳加熱方法是___________，若溫度過(guò)高產(chǎn)生的影響是______________________。

(2)已知：IO3－+5I－+6H+=3I2+3H2O；NaIO3水溶液呈中性。某同學(xué)設(shè)計(jì)如下方案，檢驗(yàn)反應(yīng)后溶液中存在IO3－，且c(OH－)>c(H+)限選試劑及用品：1 mol·L－1H2SO4、2 mol·L－1HNO3、淀粉KI試紙、紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在___試紙上	試紙呈藍(lán)色	c(OH－)>c(H+)
②用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在___試紙上	試紙不變色
③向?qū)嶒?yàn)②的試紙上滴加____溶液	試紙呈藍(lán)色	溶液中有IO3－

(3)向反應(yīng)后的溶液中加入鐵粉，產(chǎn)生紅褐色沉淀，則該反應(yīng)的離子方程式為___________。充分反應(yīng)后，從混合物中獲得NaI固體，首先應(yīng)進(jìn)行___________(填操作名稱(chēng))，若后續(xù)操作中直接蒸發(fā)結(jié)晶往往得不到較純的NaI固體，可能的原因是___________。為將溶液中的NaIO3全部還原成NaI，投入鐵屑的質(zhì)量不少于___________g(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

Answer 1

【答案】水浴加熱 I2揮發(fā)，原料利用率低 紅色石蕊 淀粉KI 1mol/LH2SO4 2Fe+IO3-+3H2O=2Fe(OH)3+I- 過(guò)濾 NaI在加熱過(guò)程中，容易被氧氣氧化（或混有過(guò)量氫氧化鈉，合理即可） 3.73

【解析】

（1）水浴加熱能很好的控制溫度，所以最佳的加熱方法為水浴加熱，溫度過(guò)高時(shí)I2揮發(fā)，原料利用率低。

（2）要檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中存在碘酸根離子且溶液為堿性，可以利用堿性溶液中紅色石蕊試紙變藍(lán)，和碘酸根離子在酸性條件下和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)遇到淀粉顯藍(lán)色進(jìn)行檢驗(yàn)。①檢驗(yàn)堿性溶液應(yīng)使用紅色石蕊；②在堿性溶液中碘酸根離子和碘離子不會(huì)反應(yīng)生成碘單質(zhì)，所以先加入碘化鉀淀粉試紙，試紙不變藍(lán)，加入硫酸后試紙變藍(lán)，所以步驟②中加入的為淀粉KI，步驟③加入的為1mol/LH2SO4。

（3）反應(yīng)后的溶液中含有碘酸根離子，具有氧化性，可以將鐵氧化為鐵離子，在堿性條件下生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，離子方程式為：2Fe+IO3- +3H2O=2Fe(OH)3+I-；反應(yīng)后的混合物應(yīng)先過(guò)濾除去氫氧化鐵沉淀，得到碘化鈉溶液，可能含有過(guò)量的氫氧化鈉，若直接蒸發(fā)結(jié)晶可能應(yīng)為含有氫氧化鈉而使固體不純，或因?yàn)?/span>NaI在加熱過(guò)程中，容易被氧氣氧化。25.4gI2的物質(zhì)的量為0.1mol，反應(yīng)最多能生成碘酸鈉的物質(zhì)的量為0.1/3 mol，碘酸根離子和鐵反應(yīng)時(shí)根據(jù)電子守恒分析，碘酸根離子得到的電子為0.2mol，則鐵的物質(zhì)的量為0.2/3 mol，則鐵的質(zhì)量為g= 3.73g。