Question

【題目】NaI用作制備無機(jī)和有機(jī)碘化物的原料，也用于醫(yī)藥和照相等，工業(yè)利用碘、氫氧化鈉和鐵屑為原料可生產(chǎn)NaI，其生產(chǎn)流程如下圖。

（1）碘元素在周期表中的位置為______________________。

（2）反應(yīng)①的離子方程式為___________________________________________。

（3）反應(yīng)②加入過量鐵屑的目的是_________________，過濾所得固體1中除剩余鐵屑外，還有紅褐色固體，則加入鐵屑時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。

（4）溶液2中除含有H+外，一定還含有的陽離子是_______________；試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶液2中該金屬陽離子的存在：___________________________________________。

（5）溶液2經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化可以得到草酸亞鐵晶體（FeC2O4·2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量180），稱取3.60 g草酸亞鐵晶體，用熱重法對(duì)其進(jìn)行熱分解（隔絕空氣加熱)，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如右圖所示：

①分析圖中數(shù)據(jù)，根據(jù)信息寫出過程I發(fā)生的化學(xué)方程式：_________________________________。

②300℃時(shí)剩余固體只含一種成分且是鐵的氧化物，寫出過程II發(fā)生的化學(xué)方程式： ________________。

Answer 1

【答案】 第五周期第VIIA族 3I2+6OH-5I-+IO3-+3H2O 將NaIO3完全轉(zhuǎn)化為NaI 2Fe+3H2O+ NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓ Fe2+ 取少量溶液2加入酸性高錳酸鉀溶液，若溶液褪色，則含Fe2+；或取少量溶液2加入K3[Fe(CN)6]溶液，若有藍(lán)色沉淀生成，則含Fe2+ FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O FeC2O4·2H2OFeO+CO2↑+CO↑＋2H2O

【解析】試題分析：由流程可知，在加熱條件下碘與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成了碘化鈉和碘酸鈉的混合液，加入鐵粉把碘酸鈉還原為碘化鈉，過濾后，將濾液蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾得到產(chǎn)品。固體1是氫氧化鐵和剩余的鐵粉，氫氧化鐵被稀硫酸溶解后生成硫酸鐵溶液，硫酸鐵可以被鐵粉還原為硫酸亞鐵。

（1）碘元素在周期表中的位置為第五周期第VIIA族。

（2）反應(yīng)①的離子方程式為3I2+6OH-5I-+IO3-+3H2O。

（3）反應(yīng)②加入過量鐵屑的目的是將NaIO3完全轉(zhuǎn)化為NaI，過濾所得固體1中除剩余鐵屑外，還有紅褐色固體，該紅褐色固體是氫氧化鐵，則加入鐵屑時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3H2O+ NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓。

（4）溶液2中除含有H+外，一定還含有的陽離子是Fe2+，因?yàn)?/span>Fe3+的氧化性比H+強(qiáng)且鐵粉無剩余，所以還可能含有Fe3+，；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶液2中Fe2+的存在時(shí)，要考慮Fe3+的干擾，所以可以取少量溶液2加入酸性高錳酸鉀溶液，若溶液褪色，則含Fe2+；或取少量溶液2加入K3[Fe(CN)6]溶液，若有藍(lán)色沉淀生成，則含Fe2+。

（5）由題中信息可知，3.60 g草酸亞鐵晶體的物質(zhì)的量為0.02mol，草酸亞鐵晶體中n(Fe)=0.02mol，鐵元素質(zhì)量為56g/mol×0.02mol=1.12g，結(jié)晶水的物質(zhì)的量為0.04mol，結(jié)晶水的質(zhì)量為0.04molg/mol=0.72g。

①分析圖中數(shù)據(jù)，過程I固體質(zhì)量變?yōu)?/span>2.88g，3.60g-2.88g=0.72g，所以這個(gè)過程中失去了全部結(jié)晶水，所以過程I發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeC2O4·2H2O FeC2O4 +2H2O 。

②300℃時(shí)剩余固體只含一種成分且是鐵的氧化物，由圖可知其質(zhì)量為1.44g，其中鐵元素的質(zhì)量為1.12g，所以氧元素的質(zhì)量為1.44g-1.12g=0.32g，求出n(O)=0.02mol，n(Fe): n(O)=1:1，所以該氧化物為FeO，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以寫出過程II發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeC2O4·2H2O FeO+CO2↑+CO↑＋2H2O 。