Question

20．碘化鈉是實驗室中常用的分析試劑，工業(yè)上用鐵屑還原法制備NaI的流程如圖所示．

請回答下列問題：
（1）判斷反應①中碘是否反應完全的方法是取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已反應完全；反之，碘未反應完全（或取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應完全）．
（2）操作Ⅰ的名稱是過濾．
（3）反應①的化學方程式為3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O．
（4）反應②中NaIO₃被Fe單質(zhì)還原為NaI，同時生成Fe（OH）₃，寫出該反應的化學方程式并用雙線橋法表示此反應的電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目．
（5）在反應②中若有99g NaIO₃被還原，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol．

Answer 1

分析 制備NaI的流程：碘與NaOH溶液反應生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應生成NaI、氫氧化鐵，操作I為過濾，固體為氫氧化鐵，②過濾后溶液中主要含NaI，分離、提純得到NaI．
（1）判斷反應①中碘是否反應完全，本質(zhì)為檢驗碘單質(zhì)的存在，碘與淀粉作用顯示藍色，碘在四氯化碳中易溶，在四氯化碳中顯示紫紅色，據(jù)此分析解答；
（2）分離固體和液體的方法為過濾，分離固體氫氧化鐵、鐵粉和溶液；
（3）反應①為碘單質(zhì)和氫氧化鈉的反應，化合價升高和降低的元素均是I元素，化合價由0價分別變化為+5價、-1價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒書寫方程式；
（4）反應②中NaIO₃被Fe單質(zhì)還原為NaI，同時生成Fe（OH）₃，氧化劑為NaIO₃，還原劑為Fe，兩者的物質(zhì)的量之比是1：2，該反應轉(zhuǎn)移電子為6，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒書寫方程式；
（5）反應②的化學方程式是2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+NaI，根據(jù)得失電子守恒計算．

解答 解：（1）淀粉遇碘變藍，反應后加淀粉無現(xiàn)象即可說明反應結(jié)束，則判斷反應①中碘是否反應完全的方法為取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已反應完全；反之，碘未反應完全，（或取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應完全），
故答案為：取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍，則證明碘已反應完全；反之，碘未反應完全（或取少量反應后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl₄，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應完全）；
（2）由制備流程可知，碘與NaOH溶液反應生成NaI、NaIO₃，加入Fe與NaIO₃發(fā)生氧化還原反應生成NaI、氫氧化鐵，操作I為過濾，
故答案為：過濾；
（3）反應①為碘單質(zhì)和氫氧化鈉的反應，化合價升高和降低的元素均是I元素，化合價升高的I元素對應的產(chǎn)物NaIO₃，化合價降低的I元素對應的產(chǎn)物為NaI，根據(jù)得失電子守恒，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是5：1，所以在反應的3molI₂中，有$\frac{1}{3}$mol的I₂做還原劑，有$\frac{5}{3}$mol的I₂做氧化劑，反應的方程式為：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O，
故答案為：3I₂+6NaOH═5NaI+NaIO₃+3H₂O；
（4）反應②中NaIO₃被Fe單質(zhì)還原為NaI，同時生成Fe（OH）₃，該反應中，NaIO₃中碘元素的化合價由+5價變?yōu)?1價，所以NaIO₃是氧化劑，F(xiàn)e單質(zhì)中Fe元素化合價由0價升高到+3價，被氧化，根據(jù)得電子與失電子個數(shù)相等，兩者的物質(zhì)的量之比是1：2，則電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，故答案為：；
（5）反應②的化學方程式是2Fe+NaIO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+NaI，NaIO₃中碘元素的化合價由+5價變?yōu)?1價，若有99g NaIO₃被還原，轉(zhuǎn)移電子為$\frac{99g}{198g/mol}$×[（+5）-（-1）]=3mol，
故答案為：3．

點評 本題考查NaI的制備實驗，明確制備流程中發(fā)生的反應及操作為解答的關鍵，涉及氧化還原反應及碘的特性，注重基礎知識的考查，注意守恒思想的應用，題目難度中等．