Question

【題目】碘化鈉在醫療及食品方面有重要的作用。實驗室用NaOH、單質碘和水合肼(N2H·H2O)為原料制備碘化鈉。已知：水合肼具有還原性。回答下列問題：

(1)水合肼的制備有關反應原理為：CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+NaCl+Na2CO3

①制取次氯酸鈉和氧氧化鈉混合液的連接順序為__________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

若該實驗溫度控制不當，反應后測得三頸瓶內ClO-與ClO3-的物質的量之比為5：1，則氯氣與氫氧化鈉反應時，被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為________。

②制備水合肼時，應將___________滴到 __________ 中（填“NaClO溶液”或“尿素溶液”），且滴加速度不能過快。

(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”過程中，主要消耗反應過程中生成的副產物IO3-，該過程的離子方程式為______________________________________。工業上也可以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品純度更高，其原因是_________________________________。

(3)測定產品中NaI含量的實驗步驟如下：

a．稱取10．00g樣品并溶解，在500mL容量瓶中定容；

b．量取25．00mL待測液于錐形瓶中，然后加入足量的FeCl3溶液，充分反應后，再加入M溶液作指示劑：

c．用0．2100mol·L-1的Na2S2O3標準溶液滴定至終點(反應方程式為；2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，重復實驗多次，測得消耗標準溶液的體積為15．00mL。

①M為____________(寫名稱)。

②該樣品中NaI的質量分數為_______________。

Answer 1

【答案】ecdabf 5:3 NaClO溶液 尿素 2IO3-+3N2H4H2O=3N2↑+2I-+9H2O N2H4H2O被氧化后的產物為N2和H2O，不引入雜質 淀粉 94.5%

【解析】

(1)①根據制備氯氣，除雜，制備次氯酸鈉和氧氧化鈉，處理尾氣分析；三頸瓶內ClO-與ClO3-的物質的量之比為5：1，設ClO-與ClO3-的物質的量分別為5mol、1mol，根據得失電子守恒，生成5molClO-則會生成Cl-5mol，生成1mol ClO3--則會生成Cl-5mol，據此分析可得；

②NaClO氧化水合肼；

(2)碘和NaOH反應生成NaI、NaIO，副產物IO3-，加入水合肼還原NaIO、副產物IO3-，得到碘離子和氮氣，結晶得到碘化鈉；

(3)①淀粉溶液遇碘單質溶液變藍色；

②根據碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，則n(NaI)=n(Na2S2O3)，故樣品中NaI的質量為：0.2100mol×0.015L××150g/mol=9.45g，據此計算。

(1)水合肼的制備有關反應原理為：CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+NaCl+Na2CO3

①裝置c由二氧化們和濃鹽酸制備氯氣，用B裝置的飽和食鹽水除去HCl氣體，為保證除雜充分，導氣管長進短出，氯氣與NaOH在A中反應制備，為充分反應，從a進去，由D裝置吸收未反應的氯氣，防止污染空氣，故導氣管連接順序為：ecdabf；三頸瓶內ClO-與ClO3-的物質的量之比為5：1，設ClO-與ClO3-的物質的量分別為5mol、1mol，根據得失電子守恒，生成5molClO-則會生成Cl-5mol，生成1mol ClO3-則會生成Cl-5mol，則被還原的氯元素為化合價降低的氯元素，即為Cl-，有5mol+5mol=10mol，被氧化的氯元素為化合價升高的氯元素，物質的量之比為ClO-與ClO3-共5mol+1mol=6mol，故被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為10：6=5:3；

②將尿素滴到NaClO溶液中或過快滴加，都會使過量的NaClO溶液氧化水合肼，降低產率，故實驗中取適量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，且滴加速度不能過快，防止水合肼被氧化；

(2)根據流程可知，副產物IO3-與水合肼生成碘離子和氮氣，反應為：2IO3-+3N2H4H2O=3N2↑+2I-+9H2O；N2H4H2O被氧化后的產物為N2和H2O，不引入雜質，水合肼還原法制得的產品純度更高；

(3)①實驗中滴定碘單質，用淀粉做指示劑，即M為淀粉；

②根據碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，則n(NaI)=n(Na2S2O3)，故樣品中NaI的質量為：0.2100mol×0.015L××150g/mol=9.45g，故其質量分數為×100%=94.5%。