Question

【題目】碘化鈉在醫(yī)療及食品方面有重要作用。實(shí)驗(yàn)室用NaOH、單質(zhì)碘和水合肼(N2H4·H2O)為原料制備碘化鈉。已知：水合肼具有還原性。回答下列問(wèn)題：

(1)水合肼的制備有關(guān)反應(yīng)原理為：CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOH=N2H4·H2O+NaCl+Na2CO3

①制備次氯酸鈉和氫氧化鈉混合液裝置的連接順序?yàn)?/span> ________________(按氣流方向用小寫(xiě)字母表示)。

②若該實(shí)驗(yàn)溫度控制不當(dāng)，反應(yīng)后測(cè)得三頸燒瓶?jī)?nèi)ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量之比為1:5，則Cl2與NaOH反應(yīng)時(shí)，被氧化的氯元素與被還原的氯元素物質(zhì)的量之比為_______________。

③制備水合肼時(shí)，應(yīng)將_____________________滴到 ________________中(填“NaClO溶液”或“尿素溶液”)，且滴加速度不能過(guò)快。

(2)碘化鈉的制備采用水合肼還原法制取碘化鈉固體，其制備流程如圖所示：

在“還原”過(guò)程中，主要消耗反應(yīng)過(guò)程中生成的副產(chǎn)物IO，該過(guò)程的化學(xué)方程式為 _______________________________________________。

工業(yè)上也可用硫化鈉或鐵屑還原碘酸鈉制備碘化鈉，但水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高，其原因是 ___________________________________________________________________________________。

(3)測(cè)定產(chǎn)品中碘化鈉含量的實(shí)驗(yàn)步驟

a、稱(chēng)取10.00g樣品并溶解，在250mL容量瓶中定容；

b、量取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中，然后加入足量的FeCl3溶液，充分反應(yīng)后再加入X溶液作指示劑；

c、用0.2100mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積為15.00mL。

①S2O的結(jié)構(gòu)式如圖所示，其中S*的化合價(jià)為____________。

②X溶液為 ___________ ；滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為 __________________。

③該樣品中NaI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

Answer 1

【答案】ecdabf 3:13 NaClO溶液 尿素溶液 2NaIO3+3N2H4·H2O=3N2↑+2NaI+9H2O 水合肼被氧化后的產(chǎn)物為N2和H2O，不引入雜質(zhì) 0 淀粉(溶液) 滴入最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 47.25%

【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)裝置分析解答；根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理分析解答；(2)根據(jù)制備流程圖分析反應(yīng)原理，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；(3)根據(jù)滴定原理分析指示劑并計(jì)算樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)①裝置c由二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣，用B裝置的飽和食鹽水除去HCl氣體，為保證除雜充分，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，氯氣與NaOH在A中反應(yīng)制備，為充分反應(yīng)，從a進(jìn)去，由D裝置吸收未反應(yīng)的氯氣，防止污染空氣，故導(dǎo)氣管連接順序?yàn)椋?/span>ecdabf；

②三頸瓶?jī)?nèi)ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量之比為1：5，設(shè)ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量分別為1mol、5mol，根據(jù)得失電子守恒，生成1molClO-則會(huì)生成Cl-1mol，生成5mol ClO3-則會(huì)生成Cl-25mol，則被氧化的氯元素為化合價(jià)升高的氯元素，物質(zhì)的量之比為ClO-與ClO3-共1mol+5mol=6mol，被還原的氯元素為化合價(jià)降低的氯元素，即為Cl-，有1mol+25mol=26mol，故被氧化的氯元素與被還原的氯元素物質(zhì)的量之比為6：26=3:13；

③將尿素滴到NaClO溶液中或過(guò)快滴加，都會(huì)使過(guò)量的NaClO溶液氧化水合肼，降低產(chǎn)率，故實(shí)驗(yàn)中取適量NaClO溶液逐滴加入到定量的尿素溶液中制備水合肼，滴加順序不能顛倒，且滴加速度不能過(guò)快，防止水合肼被氧化；

(2)根據(jù)流程可知，副產(chǎn)物IO3-與水合肼生成NaI和氮?dú)�，反�?yīng)為：2NaIO3+3N2H4·H2O=3N2↑+2NaI+9H2O；N2H4H2O被氧化后的產(chǎn)物為N2和H2O，不引入雜質(zhì)，水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高；

(3) ①根據(jù)S2O的結(jié)構(gòu)式可知，S的平均化合價(jià)為+2，中心S的化合價(jià)為+4價(jià)，S*的化合價(jià)為0價(jià)；

②實(shí)驗(yàn)中滴定碘單質(zhì)，用淀粉做指示劑，即X為淀粉；滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；

③根據(jù)碘元素守恒，可得關(guān)系式：2I-～I2～2Na2S2O3，則n(NaI)=n(Na2S2O3)，故樣品中NaI的物質(zhì)的量為：0.2100mol/L×0.015L×10=0.0315 mol， NaI的質(zhì)量為：0.0315 mol×150g/mol=4.725g，故其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=47.25%。