【題目】碘化鈉在光學(xué)器件石油探測(cè)、安檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某研究小組開發(fā)設(shè)計(jì)的制備高純NaI的簡化流程如圖:

已知:

I2(s)I-(aq)I3-(aq)。

②水合肼(N2H4H2O)具有強(qiáng)還原性,可分別將碘的各種酸根和I2還原為I-,本身被氧化為無毒物質(zhì)。

NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度隨溫度的升高增加不大。

請(qǐng)回答:

1)步驟Ⅰ,I2NaHCO3溶液發(fā)生歧化反應(yīng),生成物中含IO-IO3-離子。

I2NaHCO3溶液反應(yīng)適宜溫度為4070℃,則采用的加熱方式為___。

②實(shí)驗(yàn)過程中,加少量NaI固體能使反應(yīng)速率加快,其原因是___。

2)步驟Ⅱ,水合肼與IO反應(yīng)的離子方程式為___

3)步驟Ⅲ,多步操作為:

①將步驟Ⅱ得到的pH6.57的溶液調(diào)整pH值至910,在100℃下保溫8h,得到溶液A;

②將溶液ApH值調(diào)整至34,在7080℃下保溫4h,得溶液B;

③將溶液BpH調(diào)整至6.57,得溶液C;

④在溶液C中加入活性炭,混合均勻后煮沸,靜置1024h后,過濾除雜得粗NaI溶液。上述①②③操作中,調(diào)整pH值時(shí)依次加入的試劑為___

A.NaOH B.HI C.NH3H2O D.高純水

4)步驟Ⅳ,采用改進(jìn)的方案為用減壓蒸發(fā)代替常壓蒸發(fā)。

減壓蒸發(fā)需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、接收管、接收瓶之外,還有___。

A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.燒杯 D.抽氣泵

②采用減壓蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)為___。

5)將制備的NaI2H2O粗品以無水乙醇為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。請(qǐng)給出合理的操作排序___。

加熱乙醇 純品(選填序號(hào))。

①高純水洗滌 ②減壓蒸發(fā)結(jié)晶 NaI2H2O粗品溶解 ④趁熱過濾 ⑤真空干燥 ⑥抽濾

【答案】水浴 因?yàn)?/span>NaI固體溶于水產(chǎn)生I-(aq)I2S)反應(yīng)形成I3-(aq),使固體I2溶解性增加,導(dǎo)致濃度增加,使與NaHCO3溶液反應(yīng)的反應(yīng)速率加快 N2H4·H2O+2IO-=N2↑+2I-+3H2O ABA AD 減壓環(huán)境與外界空氣隔絕,避免I-被氧化;降低壓強(qiáng),沸點(diǎn)降低,利于水的蒸發(fā)

【解析】

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍⒌鈫钨|(zhì)轉(zhuǎn)化為碘化鈉并純化得到NaI·2H2O,根據(jù)題目所給流程,將I2與碳酸氫根反應(yīng)得到碘的各種酸根,此步驟目的是使碘單質(zhì)盡可能大的轉(zhuǎn)移到溶液;隨后向溶液中加入水合肼,水合肼的加入可以使溶液中碘的各種酸根和未反應(yīng)的碘單質(zhì)全部還原為I-,此時(shí)溶液中主要成分為NaI,經(jīng)步驟的多步操作除去溶液中其他可溶性大量雜質(zhì)得到粗NaI溶液,將溶液經(jīng)過蒸發(fā)、抽濾得到NaI·2H2O粗晶體,粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶制得高純NaI·2H2O晶體,據(jù)此分析。

(1)①反應(yīng)溫度為40-70℃可利用水浴的方式進(jìn)行反應(yīng),水浴加熱可以較為精準(zhǔn)的控制溫度;

②反應(yīng)過程中加入少量的NaI,碘化鈉電離出的I-可以結(jié)合I2生成,使固體I2溶解性增加,導(dǎo)致濃度增加,使與NaHCO3溶液反應(yīng)的反應(yīng)速率加快;

(2)根據(jù)已知條件,水合肼可以和IO-發(fā)生反應(yīng)生成I-和無毒的物質(zhì)N2,反應(yīng)的離子方程式為N2H4·H2O+2IO-=N2↑+2I-+3H2O;

(3)步驟①是將酸性溶液調(diào)整為堿性溶液并在100℃下保持8h,需要選擇堿性溶液調(diào)整pH,一水合氨雖然為堿性,電離出的OH-可以調(diào)整酸堿性,但是在高溫條件下溶液中的銨根離子易發(fā)生水解,未反應(yīng)的一水合氨受熱分解,使溶液變回酸性,不能保持溶液pH的恒定,故選擇NaOH溶液;步驟②是將堿性溶液調(diào)整為酸性溶液,需要向溶液中加入酸,故選擇HF;步驟③需要將酸性溶液調(diào)整為堿性溶液,同時(shí)需要將溶液煮沸,若加入一水合氨,一水合氨在高溫條件下易分解,使溶液變回酸性故選擇NaOH,故步驟①和③選擇NaOH作為pH調(diào)整試劑,步驟②選擇HI作為pH調(diào)整試劑,選擇ABA;

(4)①在冷凝管的選擇上,直形冷凝管一般用于蒸餾裝置,用于物質(zhì)的分離,而球形冷凝管一般用于反應(yīng)裝置,用于回流,故選擇直形冷凝管;因?yàn)闇p壓蒸餾,需要降低裝置內(nèi)的壓強(qiáng),故需要抽氣泵減小裝置內(nèi)部壓強(qiáng),選擇AD;

②減壓蒸發(fā)可以將物質(zhì)與外界空氣隔絕,避免I-被氧化,同時(shí)降低裝置內(nèi)壓強(qiáng),使水的沸點(diǎn)降低,利于水的蒸發(fā);

(5)根據(jù)已知條件,NaI易溶于水,也易溶于酒精可利用加入乙醇的方法重結(jié)晶,先將乙醇加熱,再將碘化鈉粗品溶解在熱的乙醇溶液中,因碘化鈉在乙醇中的溶解度隨溫度的升高變化不大這一特性,經(jīng)碘化鈉的醇溶液減壓蒸發(fā)至有大量固體出現(xiàn)時(shí),趁熱過濾,這樣粗品中的雜質(zhì)就就在乙醇中,而較高純度的碘化鈉就留在濾紙上,然后為防止I-被氧化,需要通過真空干燥的方式制得純凈晶體,故順序?yàn)棰邸凇堋荨?/span>

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)化合物的性質(zhì)與其所含官能團(tuán)密切相關(guān),按要求書寫指定方程式。

(1)2—丁烯與氯化氫的反應(yīng):______

(2)乙二酸與乙二醇反應(yīng)生成環(huán)狀酯:______;

(3)苯甲醛()與新制Cu(OH)2共熱:______;

(4)苦杏仁酸()發(fā)生縮聚反應(yīng)生成的高分子化合物:______

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】辣椒含辣椒素,局部應(yīng)用可助減輕疼痛。辣椒素酯類化合物的結(jié)構(gòu)可以表示為:(R烴基)其中一種辣椒素酯類化合物J的合成路線如下:

已知:

①A、B和E為同系物,其中B的相對(duì)分子質(zhì)量為44,A和B核磁共振氫譜顯示都有兩組峰,峰面積比分別為9:1和3:1;

②化合物J的分子式為C15H22O4;

回答下列問題:

(1)G有的官能團(tuán) 、 。

2)由C生成D的反應(yīng)類型為 ,D的化學(xué)名稱為 。

3)①的化學(xué)方程式為 。

4)J的結(jié)構(gòu)簡式為 。

5)G的同分異構(gòu)體中,苯環(huán)上的一氯代物只有一種的共有 種(不含立體異構(gòu)),核磁共振氫譜顯示2組峰的是 (寫結(jié)構(gòu)簡式)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合,下列判斷正確的是

A. 電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)

B. 片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色

C. 片刻后甲池中cSO42—)增大

D. Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的是( )。

A. 圖①:驗(yàn)證H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3 B. 圖②:收集CO2NH3

C. 圖③:分離Na2CO3溶液與CH3COOC2H5 D. 圖④:分離C2H5OHCH3COOC2H5

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置制取溴苯和溴乙烷:

己知:乙醇在加熱的條件下可與HBr反應(yīng)得到溴乙烷(CH3CH2Br),二者某些物理性質(zhì)如下表所示:

溶解性(本身均可作溶劑)

沸點(diǎn)(℃)

密度(g/mL

乙醇

與水互溶,易溶于有機(jī)溶劑

78.5

0.8

溴乙烷

難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑

38.4

1.4

請(qǐng)回答下列問題:

1B中發(fā)生反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_________

2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康,選擇下列合適的實(shí)驗(yàn)步驟:①→___________(選填②③④等)。

①組裝好裝置,___________(填寫實(shí)驗(yàn)操作名稱);

②將A裝置中的純鐵絲小心向下插入苯和液溴的混合液中;

③點(diǎn)燃B裝置中的酒精燈,用小火緩緩對(duì)錐形瓶加熱10分鐘;

④向燒瓶中加入一定量苯和液溴,向錐形瓶中加入無水乙醇至稍高于進(jìn)氣導(dǎo)管口處,向U形管中加入蒸餾水封住管底,向水槽中加入冰水。

3)簡述實(shí)驗(yàn)中用純鐵絲代替鐵粉的優(yōu)點(diǎn):_____。

4)冰水的作用是_______。

5)反應(yīng)完畢后,U形管內(nèi)的現(xiàn)象是______________;分離溴乙烷時(shí)所需的玻璃儀器有_____。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在密閉容器中,一定量混合氣體發(fā)生下列反應(yīng):aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) ,達(dá)到平衡后,測(cè)得C氣體的濃度為0.5mol/L。恒溫下,將密閉容器的體積縮小為1/2 ,再達(dá)平衡時(shí),測(cè)得C氣體的濃度為0.9mol/L。則下列敘述正確的是

A. C的體積分?jǐn)?shù)增大B. 平衡向右移動(dòng)

C. B的轉(zhuǎn)化率提高D. a+b < c+d

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、BC、DE、F、G均為短周期元素,原子序數(shù)依次遞增。A元素原子核內(nèi)無中子,B元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,D是地殼中含量最多的元素,E是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素,FG位置相鄰,G是同周期元素中原子半徑最小的主族元素。請(qǐng)回答下列問題:

1C在元素周期表中的位置為___,G的原子結(jié)構(gòu)示意圖是___。

2DE按原子個(gè)數(shù)比11形成化合物甲,其電子式為___,所含化學(xué)鍵類型為___。向甲中滴加足量水時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。

3E、FG三種元素所形成的簡單離子,半徑由大到小的順序是___。(用離子符號(hào)表示)

4)用BA4、D2EDA的水溶液組成燃料電池,電極材料為多孔惰性金屬電極。在a極通入BA4氣體,b極通入D2氣體,則a極是該電池的___極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為___

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期主族元素X、YZ、QR的原子序數(shù)依次增大,X的簡單陰離子與鋰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),Y原子最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Q的單質(zhì)與稀硫酸劇烈反應(yīng)生成X的單質(zhì)。向100mLX2R的水溶液中緩緩?fù)ㄈ?/span>RZ2氣體,溶液pHRZ2體積關(guān)系如下圖。下列說法正確的是

A.X2R溶液的濃度為0.03mol·L1

B.工業(yè)上通常采用電解法冶煉Q的單質(zhì)

C.最簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Y>Z>R

D.RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中,均無明顯現(xiàn)象

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案