Question

【題目】碘化鈉是一種白色結晶粉末，醫(yī)療上可用于甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑等。實驗室用NaOH、單質碘和水合肼為原料制得，部分裝置如下圖所示。

實驗步驟如下：

步驟①向三口燒瓶中加入8.2 gNaOH及30 mL水，攪拌冷卻。

步驟②向制得的NaOH溶液中加入25.4 g單質碘，開動磁力攪拌器，保持6070℃至反應充分。

步驟③向步驟②所得溶液中加入稍過量的N2H4·H2O(水合肼），還原NaIO和NaIO3，得Nal溶液粗品和空氣中常見的某氣體。

步驟④向溶液③中加入1.0 g活性炭，煮沸半小時，然后將溶液與活性炭分離。

步驟⑤蒸發(fā)濃縮、結晶、過濾及干燥得產品24.3 g。

(1)步驟②溫度不宜超過70℃的原因是__________；該步驟反應完全的現象是___________。

(2)步驟③N2 H4·H2O還原NaIO3的化學方程式為_______________。

(3)步驟④加入活性炭的目的是________；“將溶液與活性炭分離”的方法是__________。

(4)本次實驗成品率為________。

Answer 1

【答案】 防止碘升華 無固體殘留且溶液接近無色 3N2H4·H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O 脫色(將多余的I2吸附除去） 趁熱過濾 80.46%（81.0%也正確）

【解析】本題考查常見無機物質的制備實驗的知識點。根據原料、反應原理、實驗步驟可知：碘單質與NaOH溶液在6070℃反應生成NaIO和NaIO3，然后用N2H4·H2O(水合肼）將NaIO和NaIO3還原得到粗產物Nal，里面含有雜質碘單質，用活性炭吸附多余的碘單質進行脫色，趁熱過濾，蒸發(fā)濃縮、結晶、過濾得到產品NaI。

（1）溫度過高碘單質容易升華，影響產物的產率，答案為：防止碘升華；碘單質在水中溶解度很小，不能完全溶解，溶解的一部分溶液呈褐色，判斷反應完全的標志是：無固體殘留且溶液接近無色 。

（2）NaIO3與N2H4·H2O發(fā)生氧化還原反應色生成NaI和N2等產物，方程式為：3N2H4·H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O

（3）實際反應中I2單質未完全反應，NaI中混有少量碘單質，導致NaI溶液顯褐色，活性炭具有吸附性且不溶于水，可以吸附碘單質，對產物進行脫色處理；活性炭不溶于水，可在較高溫度下使用過濾的方法除去多余的活性炭。答案為：脫色(將多余的I2吸附除去）；趁熱過濾

（4）反應物I2的物質的量為0.1mol，NaOH的物質的量為0.205mol，根據I2+2NaOH=NaI+NaIO+H2O，3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O，可知NaOH過量。根據I元素守恒，理論上應該得到NaI的物質的量為0.2mol，質量為0.2×150g=30g，剩余的NaOH的質量為0.205-0.1*2=0.005mol，質量為0.2g。成品率為 ×100%=80.46%。 或者作近似計算不考慮剩余的NaOH，則成品率為×100%=81%