Question

【題目】碘化鈉在醫(yī)療及食品方面有重要的作用。實驗室用NaOH、單質碘和水合肼(N2H4·H2O)為原料制備碘化鈉。已知：水合肼具有還原性。回答下列問題：

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

①制取次氯酸鈉和氫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。

③尿素的電子式為__________________

(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(chǎn)物IO3-，該過程的離子方程式為 ___。

(3)測定產(chǎn)品中NaI含量的實驗步驟如下：

a．稱取10.00 g樣品并溶解，在500 mL容量瓶中定容；

b．量取25.00 mL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0.2000 mol·L1的 Na2S2O3標 準 溶 液 滴 定 至 終 點(反 應 方 程 式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，重復實驗多次，測得消耗標準溶液的體積為15.00 mL。

①M為____________(寫名稱)。

②該樣品中NaI的質量分數(shù)為_______________。

Answer 1

【答案】ecdabf 5：3 NaClO溶液 尿素溶液 2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O 淀粉 90%

【解析】

(1)①根據(jù)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5 mol、1 mol，根據(jù)得失電子守恒，生成5 molClO- 則會生成Cl-5 mol，生成1 molClO3-則會生成Cl-5 mol，據(jù)此分析可得；

②NaClO氧化水合肼；

③尿素中C原子與O原子形成共價雙鍵，與2個-NH2的N原子形成共價單鍵；

(2)碘和NaOH反應生成NaI、NaIO，副產(chǎn)物IO3-，加入水合肼還原NaIO、副產(chǎn)物IO3-，得到碘離子和氮氣，結晶得到碘化鈉，根據(jù)流程可知，副產(chǎn)物IO3-與水合肼生成碘離子和氮氣，據(jù)此書寫；

(3)①碘單質參與，用淀粉溶液做指示劑；

②根據(jù)碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，則n(NaI)=n(Na2S2O3)，計算樣品中NaI的質量，最后計算其純度。

(1)①裝置C用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制備氯氣，用B裝置的飽和食鹽水除去雜質HCl氣體，為保證除雜充分，導氣管長進短出，氯氣與NaOH在A中反應制備次氯酸鈉，為使反應物充分反應，要使氯氣從a進去，由D裝置吸收未反應的氯氣，以防止污染空氣，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-的物質的量之比為5：1的物質的量分別為5 mol、1 mol，根據(jù)得失電子守恒，生成6 molClO-則會生成Cl-的物質的量為5 mol，生成1mol ClO3-則會生成Cl- 5 mol，則被還原的氯元素為化合價降低的氯元素，即為Cl-，n(Cl-)=5 mol+5 mol=10mol，被氧化的氯元素為化合價升高的氯元素，其物質的量為ClO-與ClO3-物質的量的和，共5 mol+1 mol=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制備水合肼時，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(chǎn)率，故實驗中制備水合肼的操作是：取適量A中的混合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；

③尿素CO(NH2)2中C原子與O原子形成共價雙鍵，與2個—NH2的N原子形成共價單鍵，所以其電子式為：；

(2)根據(jù)流程可知，副產(chǎn)物IO3-與水合肼生成碘離子和氮氣，反應的離子方程式為：2IO3-+3N2H4H2O=3N2↑+2I-+9H2O；

(3)①實驗中滴定碘單質，應該用淀粉作指示劑，所以M是淀粉；

②根據(jù)碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，則n(NaI)=n(Na2S2O3)，故樣品中NaI的質量m(NaI)=×150 g/mol=9.00 g，故樣品中NaI的質量分數(shù)為×100%=90.0%。