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4．實驗室制取高純NaI晶體（無色）可按下列步驟進行：按化學計量稱取各原料，在三頸燒瓶中（如圖）先加入適量的高純水，然后按Na2CO3、I2和水合肼的投料順序分批加入．
已知：①I2+Na2CO3═NaI+NaIO+CO2↑；△H＜0
3I2+3Na2CO3═5NaI+NaIO3+3CO2↑；△H＜0
②I2（s）+I-（aq）═I3-（aq）；
③水合肼（N2H4•H2O）具有強還原性，可分別將IO-、IO3-和I2還原為I-，本身被氧化為N2（放熱反應）；100℃左右水合肼分解為氮氣和氨氣等．
（1）常溫常壓時，I2與Na2CO3溶液反應很慢，下列措施能夠加快反應速率的是abc（填字母）．
a．將碘塊研成粉末                         b．起始時加少量NaI
c．將溶液適當加熱                         d．加大高純水的用量
（2）I2與Na2CO3溶液反應適宜溫度為40～70℃，溫度不宜超過70℃，除防止反應速率過快，另一個原因是防止碘升華．
（3）加入稍過量水合肼發(fā)生反應的離子方程式為2IO-+N2H4+H2O=2I-+N2+3H2O（只寫一個）．
（4）整個實驗過程中都需要開動攪拌器，其目的是使得合成反應均勻進行，并使產生的二氧化碳、氮氣等氣體及時排除．
（5）反應的后期I2與Na2CO3溶液反應難以進行，此階段需對投料順序作適當改進，改進的方法是先加入碘、水合肼，最后加入碳酸鈉．
（6）所得溶液（偏黃，且含少量SO42-，極少量的K+和Cl-）進行脫色、提純并結晶，可制得高純NaI晶體．實驗方案為：在溶液中加入少量活性炭煮沸、趁熱過濾將濾液在不斷攪拌下依次加入稍過量的氫氧化鋇、碳酸鈉溶液，過濾，濾液中在不斷攪拌下加入HI溶液至使用pH試紙測定溶液的pH大約為6，蒸發(fā)冷卻結晶，再次過濾，用高純度的水洗滌晶體2-3次，在真空干燥箱中干燥
（實驗中需使用的試劑有：HI溶液，Na2CO3溶液、Ba（OH）2溶液、高純水及pH試紙；除常用儀器外須使用的儀器有：真空干燥箱）．

分析 （1）加快反應速率的外因：溫度、濃度，固體的表面積和催化劑等，據(jù)此回答；
（2）碘單質受熱易升華，據(jù)此回答；
（3）NaIO在水溶液中可以和肼發(fā)生氧化還原反應，據(jù)此書寫方程式；
（4）攪拌器的攪拌作用可以使混合物均勻混合，將產生的氣體及時的排出；
（5）I2與Na2CO3溶液反應需要一定的環(huán)境，注意控制反應物的加入順序；
（6）制得高純NaI晶體，首先進行除雜，最后進行蒸發(fā)結晶洗滌干燥操作來分離和提純物質即可．

解答 解：（1）a．將碘塊研成粉末，增加接觸面積，可以加快反應速率，故正確；
b．起始時加少量NaI，可以起到催化劑的作用，加快反應速率，故正確；
c．將溶液適當加熱可以加快反應速率，故正確；
d．加大高純水的用量，降低濃度會降低反應速率，故錯誤，
故選abc；
（2）I2與Na2CO3溶液反應適宜溫度為40～70℃，溫度不宜超過70℃，這樣可以防止碘單質受熱易升華，故答案為：防止碘升華；
（3）NaIO在水溶液中可以和肼發(fā)生氧化還原反應生成NaI、氮氣和水，即2IO-+N2H4+H2O=2I-+N2+3H2O，故答案為：2IO-+N2H4+H2O=2I-+N2+3H2O；
（4）結合攪拌器的攪拌作用，整個實驗過程中都需要開動攪拌器，其目的是可以使混合物均勻混合，將產生的氣體及時的排出，故答案為：使得合成反應均勻進行，并使產生的二氧化碳、氮氣等氣體及時排除；
（5）根據(jù)反應：I2+Na2CO3═NaI+NaIO+CO2↑；△H＜0，3I2+3Na2CO3═5NaI+NaIO3+3CO2↑；△H＜0，后期I2與Na2CO3溶液反應難以進行，碘單質的濃度減小導致的，此階段可以先加入碘、水合肼，最后加入碳酸鈉，故答案為：先加入碘、水合肼，最后加入碳酸鈉；
（6）所得溶液含少量SO42-，極少量的K+和Cl-，首先除雜，依次加入稍過量的氫氧化鋇、碳酸鈉溶液，過濾，然后，調整溶液的酸堿性，進行蒸發(fā)結晶操作，進行物質的分離和提純，即趁熱過濾將濾液在不斷攪拌下依次加入稍過量的氫氧化鋇、碳酸鈉溶液，過濾，濾液中在不斷攪拌下加入HI溶液至使用pH試紙測定溶液的pH大約為6，蒸發(fā)冷卻結晶，再次過濾，用高純度的水洗滌晶體2-3次，在真空干燥箱中干燥，
故答案為：趁熱過濾將濾液在不斷攪拌下依次加入稍過量的氫氧化鋇、碳酸鈉溶液，過濾，濾液中在不斷攪拌下加入HI溶液至使用pH試紙測定溶液的pH大約為6，蒸發(fā)冷卻結晶，再次過濾，用高純度的水洗滌晶體2-3次，在真空干燥箱中干燥．

點評 本題綜合考查學生物質的分離和提純等化學實驗方案設計知識，注意知識的遷移應用是關鍵，難度較大．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

14．氨對人類的生產生活具有重要影響．
（1）氨的制備與利用．
①工業(yè)合成氨的化學方程式是N2+3H2$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH3．
②氨催化氧化生成一氧化氮反應的化學方程式是4NH3+5O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H2O．
（2）氨的定量檢測．
水體中氨氣和銨根離子（統(tǒng)稱氨氮）總量的檢測備受關注．利用氨氣傳感器檢測水體中氨氮含量的示意圖如下：

①利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用：c（OH-）增大，使NH4++OH-?NH3•H2O?NH3+H2O平衡正向移動，利于生成氨氣，被空氣吹出．
②若利用氨氣傳感器將1L水樣中的氨氮完全轉化為N2時，轉移電子的物質的量為6×10-4mol•L-1，則水樣中氨氮（以氨氣計）含量為3.4mg•L-1．
（3）氨的轉化與去除．
微生物燃料電池（MFC）是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術．下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的氮轉化系統(tǒng)原理示意圖．
①已知A、B兩極生成CO2和N2的物質的量之比為5：2，寫出A極的電極反應式：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+．
②用化學用語簡述NH4+去除的原理：NH4+在好氧微生物反應器中轉化為NO3-：NH4++2O2═NO3-+2H++H2O，NO3-在MFC電池正極轉化為N2：2NO3-+12H++10e-═N2+6H2O．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

15．氮的固定意義重大，氮肥的大面積使用提高了糧食產量．
（1）目前人工固氮有效且有意義的方法是N2+3H2$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH3（用一個化學方程式表示）．
（2）自然界發(fā)生的一個固氮反應是N2（g）+O2（g）$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO（g），已知N2、O2、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ•mol-1、498kJ•mol-1、632kJ•mol-1，則該反應的△H=+180kJ•mol-1．
（3）恒壓100kPa時，反應2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）中NO的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖1，反應2NO2（g）?N2O4（g）中NO2的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖2．
①圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）達到平衡時NO的轉化率，則B點對應的壓強最大．
②恒壓100kPa、25℃時，2NO2（g）?N2O4（g）平衡體系中N2O4的物質的量分數(shù)為66.7%，列式計算平衡常數(shù)Kp=$\frac{100kpa×66.7%}{[100kpa×（1-66.7%）]^{2}}$．（Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)）
（4）室溫下，用注射器吸入一定量NO2氣體，將針頭插入膠塞密封，然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，此時手握針筒有熱感，繼續(xù)放置一段時間．從活塞固定時開始觀察，氣體顏色逐漸變淺（填“變深”或“變淺”），原因是活塞固定時2NO2（g）?N2O4（g）已達平衡狀態(tài)，因反應是放熱反應，放置時氣體溫度下降，平衡向正反應方向移動，NO2濃度降低．[已知2NO2（g）?N2O4（g）在幾微秒內即可達到化學平衡]．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

12．三草酸合鐵酸鉀晶體是一種光敏材料，可以通過下列流程來制備：
 
（1）“過濾”前加入H2C2O4的目的是將Fe2+轉化為FeC2O4•2H2O沉淀；“氧化”時加入H2C2O4的目的是：①參與“氧化”時的反應，②調節(jié)溶液的pH．
（2）“氧化”過程中反應的化學方程式為2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4═2K3[Fe（C2O4）3]•3H2O．
（3）稱取9.82g K3[Fe（C2O4）3]•3H2O固體加熱分解，在110℃時完全失去結晶水；繼續(xù)加熱到一定溫度，反應一段時間后得到混合氣體CO、CO2（標準狀況下的體積為2.016L）和固體M．研究分析可知：M中含有K2CO3和另外兩種物質（鐵元素不以三價形式存在）；M的質量為5.42g．
①CO的物質的量為0.04mol．
②計算M中各成分的物質的量（寫出計算過程）．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

19．下列指定反應的離子方程式正確的是（　�。�
A．碳酸的電離子方程式：H2CO3═2H++CO32-
B．過量鐵粉與稀硝酸反應：Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O
C．次氯酸鈉溶液中滴入濃鹽酸產生Cl2：2H++Cl-+ClO-═Cl2↑+H2O
D．（NH4）2Fe（SO4）2溶液中加入過量NaOH溶液并加熱：NH4++Fe2++3OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+Fe（OH）2↓+H2O

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

9．指出下列溶液的酸堿性，并寫出有關鹽水解的離子方程式．
（1）Na2SO4溶液：中性，無；
（2）Cu（NO3）2溶液：酸性，Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
（3）FeCl3溶液：酸性，F(xiàn)e3++3H2O?Fe（OH）3+3H+；
（4）AlCl3溶液：酸性，Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
（5）Na2CO3溶液：堿性，CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-++H2O?H2CO3+OH-；
（6）NaHSO4溶液：酸性，無．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

4．某化學興趣小組在一次實驗探究中發(fā)現(xiàn)，向草酸溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時，溶液褪色先慢后快，即反應速率由小變大．小組成員為此“異常”現(xiàn)象展開討論，猜想造成這種現(xiàn)象的最可能原因有兩種，并為此設計實驗進行探究驗證．
猜想Ⅰ：此反應過程放熱，溫度升高，反應速率加快；
猜想Ⅱ：…．
【實驗目的】探究草酸與高錳酸鉀反應的速率變化“異�！痹�
【實驗用品】儀器：試管、膠頭滴管、量筒、藥匙、玻璃棒等；
試劑：0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4（硫酸酸化）溶液等．
請你根據(jù)該興趣小組的實驗探究設計思路，補充完整所缺內容．
（1）草酸（H2C2O4，弱酸）與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
（2）要完成對猜想Ⅰ的實驗驗證，至少還需要一種實驗儀器是溫度計
（3）猜想Ⅱ可是：生成的Mn2+在反應中起到催化劑的作用，加快了反應速率
要設計實驗驗證猜想Ⅱ，進行該實驗還要補充一種試劑及一種儀器，分別是MnSO4（S）、秒表
（4）基于猜想Ⅱ成立，設計方案進行實驗，請完成以下實驗記錄表內容．
試管A試管B
加入試劑
實驗現(xiàn)象（褪色時間）
結論猜想Ⅱ正確

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

1．下列說法中正確的是（　�。�
A．原電池中陰離子向正極移動
B．原電池是將電能轉化為化學能的裝置
C．原電池中電子流出的極為負極，發(fā)生氧化反應
D．原電池正極上發(fā)生氧化反應

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

2．氮元素可以形成多種分子和離子，如NH3、N2H4、N2-、NH4+、N2H62+等．回答以下問題：
（1）N的基態(tài)原子中，有3個運動狀態(tài)不同的未成對電子；
（2）某元素原子與新發(fā)現(xiàn)N5+分子含有相同的電子數(shù)，其基態(tài)原子的價電子排布式是4d24p4；
（3）NH3、N2H4、NH4+、N2H62+四種微粒中，同種微粒間能形成氫鍵的有NH3，N2H4；不能作為配位體的有NH4+，N2H62+；
（4）純疊氮酸HN3在常溫下是一種液體，沸點較高，為308.8K，主要原因是HN3分子間存在氫鍵；
（5）肼（N2H4）分子可視為NH3分子中的一個氫原子被-NH2（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①N2H4分子中氮原子的雜化類型是sp3；
②肼可用作火箭燃料時發(fā)生的反應是：N2O4（l）+2N2H4（l）═3N2（g）+4H2O（g）
若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有3mol；
（6）肼能與硫酸反應生成N2H6SO4．N2H6SO4化合物類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4 內微粒間作用力不存在d（填標號）
a．離子鍵      b．共價鍵      c．配位鍵      d．范德華力．

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