Question

8．工業(yè)上用鐵屑還原法制備碘化鈉的主要流程如圖：

（1）碘元素位于周期表中第五周期，第ⅦA族；
（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O；
（3）判斷反應(yīng)①中碘是否已完全反應(yīng)的操作是取少量反應(yīng)液于試管中，向試管加入幾滴淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，說(shuō)明還未反應(yīng)完，若無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明已完全反應(yīng)；
（4）將濾液在低溫下分離出NaI樣品的過(guò)程中，要防止NaI被氧化，采取的措施最好是隔絕空氣；
（5）某同推測(cè)步驟③中得到的白色晶體是NaI、NaIO₃和NaOH的混合物，設(shè)計(jì)如下方案進(jìn)行檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其推測(cè)正確．
已知：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；NaIO₃水溶液呈中性．
限選試劑：1mol/LH₂SO₄，2mol/LHNO₃、淀粉溶液、酚酞試液、石蕊試液、蒸餾水．其它儀器和用品自選．

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
將白色晶體溶于水，并滴2滴淀粉溶液	得到無(wú)色溶液	/
取少量溶液液于試管A中，加入足量的1mol/LH2SO4．	溶液顯藍(lán)色	溶液中含IO3-
另取少量溶液液于試管B中，滴入幾滴酚酞溶液．	溶液變紅．	溶液中含大量0H-

要得到更純的NaI，還需進(jìn)一步的操作是重結(jié)晶（填操作名稱）

Answer 1

分析 由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵，過(guò)濾后得到的NaI溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到NaI．
（1）碘元素位于元素周期表中的第五周期第ⅦA族；
（2）反應(yīng)①為碘單質(zhì)和氫氧化鈉的反應(yīng)，化合價(jià)升高和降低的元素均是I元素，化合價(jià)由0價(jià)分別變化為+5價(jià)、-1價(jià)，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒書寫方程式；
（3）判斷反應(yīng)①中碘是否反應(yīng)完全，本質(zhì)為檢驗(yàn)碘單質(zhì)的存在，碘與淀粉作用顯示藍(lán)色，碘在四氯化碳中易溶，在四氯化碳中顯示紫紅色，據(jù)此分析解答；
（4）考慮空氣中氧氣的氧化作用；
（5）NaIO₃的檢驗(yàn)可以根據(jù)碘酸根離子與碘離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，然后通過(guò)淀粉來(lái)檢驗(yàn)碘單質(zhì)的存在，從而確定碘酸鈉的存在；NaOH溶液的存在可以向溶液中滴加幾滴酚酞溶液，如果溶液顯紅色，說(shuō)明氫氧化鈉的存在；粗晶體經(jīng)過(guò)重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．

解答 解：由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應(yīng)生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI、氫氧化鐵，過(guò)濾后得到的NaI溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到NaI；
（1）碘元素位于元素周期表中的第五周期第ⅦA族；
故答案為：五；ⅦA；
（2）反應(yīng)①為碘單質(zhì)和氫氧化鈉的反應(yīng)，化合價(jià)升高和降低的元素均是I元素，化合價(jià)升高的I元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物NaIO₃，化合價(jià)降低的I元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為NaI，根據(jù)得失電子守恒，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是5：1，所以在反應(yīng)的3molI₂中，有$\frac{1}{3}$mol的I₂做還原劑，有$\frac{5}{3}$mol的I₂做氧化劑，反應(yīng)的方程式為：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O；
故答案為：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O；
（3 ）淀粉遇碘變藍(lán)，反應(yīng)后加淀粉無(wú)現(xiàn)象即可說(shuō)明反應(yīng)結(jié)束，則判斷反應(yīng)中碘是否反應(yīng)完全的方法為取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已反應(yīng)完全；反之，碘未反應(yīng)完全，（或取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無(wú)色，證明碘已反應(yīng)完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應(yīng)完全）；
故答案為：取少量反應(yīng)液于試管中，向試管加入幾滴淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，說(shuō)明還未反應(yīng)完，若無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明已完全反應(yīng)；
（4）低溫下分離出NaI樣品的過(guò)程中，要防止NaI被空氣中的氧氣氧化，要隔絕空氣；
故答案為：隔絕空氣；
（5）NaIO₃的檢驗(yàn)可以根據(jù)碘酸根離子與碘離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，然后通過(guò)淀粉來(lái)檢驗(yàn)碘單質(zhì)的存在，從而確定碘酸鈉的存在；NaOH溶液的存在可以向溶液中滴加幾滴酚酞溶液，如果溶液顯紅色，說(shuō)明氫氧化鈉的存在，具體操作如下，首先將白色晶體溶于水，并滴2滴淀粉溶液，得到無(wú)色溶液，然后用兩支試管分別取兩溶液少許，在第一支試管中滴加硫酸，如果存在碘酸鈉，酸性條件下發(fā)生反應(yīng)IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，遇淀粉變藍(lán)色，在另一支試管中滴入無(wú)色的酚酞，如果溶液變紅，說(shuō)明氫氧化鈉的存在；粗晶體經(jīng)過(guò)重結(jié)晶可得到純度更高的晶體．
故答案為：加入足量的1 mol/LH₂SO₄，滴入幾滴酚酞溶液，溶液變紅，重結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，明確制備流程中發(fā)生的反應(yīng)及操作為解答的關(guān)鍵，涉及氧化還原反應(yīng)及碘的特性，有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考察以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．題目有一定的難度．