Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬利用碘化亞鐵與碳酸氫鈉的反應(yīng)來(lái)制備高純度的碘化鈉晶體。回答下列問(wèn)題:

（1）碘化亞鐵溶液的制備：將碘和鐵粉按物質(zhì)的量之比在之間配料，加入三頸燒瓶中(如圖)，然后加入適量水，并向裝置中持續(xù)通入N2，在40-60℃下攪拌反應(yīng)30-50min，待反應(yīng)完成檢驗(yàn)出反應(yīng)液中不含碘單質(zhì)后，過(guò)濾即制得碘化亞鐵溶液。

①配料中鐵粉過(guò)量的目的是____________；持續(xù)通入N2的目的是___________。

②檢驗(yàn)反應(yīng)液中不含碘單質(zhì)的方法是___________。

（2）碘化鈉溶液的制備：將制備好的碘化亞鐵溶液加入碳酸氫鈉溶液中，控制碘化亞鐵與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比在，在80-100℃下，反應(yīng)30-50 min，反應(yīng)生成碘化鈉及硫酸亞鐵等。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

（3）點(diǎn)化鈉的提純與結(jié)晶:

①除去碘化鈉溶液中以HCO3-的方法是____________。

②從碘化鈉溶液中獲得碘化鈉晶體(20℃時(shí)溶解度為179/100g水,100℃時(shí)溶解度為302/100g水）的操作方法是________________。

（4）碘化鈉的提度的測(cè)定：

該小組同學(xué)稱取制得的碘化鈉晶體18.1g,溶于水后加入50mL2.5mol/LAgNO3溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱得沉淀的質(zhì)量為28.2g。則碘化鈉晶體的純度為_________。（雜質(zhì)不參與反應(yīng)，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

【答案】 使碘充分反應(yīng)以提高其利用率 防止生成的I-被氧化 取少量溶液于試管中，加入淀粉溶液（及少量稀硫酸），溶液不變藍(lán)色，說(shuō)明已不含I2 FeI2+2NaHCO3═FeCO3↓+2NaI+CO2↑+H2O 向（2）中的濾液中加入稍過(guò)量的HI溶液，再微熱 蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶并干燥 99.45%

【解析】(1) ①配料中鐵粉過(guò)量可以是碘充分反應(yīng)以提高其利用率；反應(yīng)生成的碘化亞鐵容易被氧化，持續(xù)通入N2可以防止生成的I-被氧化，故答案為：使碘充分反應(yīng)以提高其利用率； 防止生成的I-被氧化；

②碘遇到淀粉溶液顯藍(lán)色，檢驗(yàn)反應(yīng)液中不含碘單質(zhì)的方法是取少量溶液于試管中，加入淀粉溶液(及少量稀硫酸)，溶液不變藍(lán)色，說(shuō)明已不含I2 ，故答案為：取少量溶液于試管中，加入淀粉溶液(及少量稀硫酸)，溶液不變藍(lán)色，說(shuō)明已不含I2 ；

(2)將碘化亞鐵溶液加入碳酸氫鈉溶液中，控制碘化亞鐵與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比在～之間，在80～100℃下攪拌反應(yīng)30～50min，反應(yīng)生成碘化鈉及碳酸亞鐵等，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeI2+2NaHCO3═FeCO3↓+2NaI+CO2↑+H2O，故答案為：FeI2+2NaHCO3═FeCO3↓+2NaI+CO2↑+H2O；

(3)①氫碘酸的酸性大于碳酸，為了不引入雜質(zhì)，除去碘化鈉溶液中HCO3-，可以向(2)中的濾液中加入稍過(guò)量的HI溶液，再微熱，故答案為：向(2)中的濾液中加入稍過(guò)量的HI溶液，再微熱；

②根據(jù)碘化鈉的溶解度：20℃時(shí)溶解度為179 g/100 g水；100℃時(shí)溶解度為302g/100g水。從碘化鈉溶液獲得碘化鈉晶體的操作為蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶并干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶并干燥；

(4) 50 mL 2. 5 mol·L-1AgNO3溶液中含有銀離子的物質(zhì)的量為0.05L×2. 5 mol·L-1=0.125mol，碘化銀沉淀的質(zhì)量為28.2 g，物質(zhì)的量為=0.12mol，說(shuō)明碘離子完全沉淀，則碘化鈉的質(zhì)量為0.12mol×150g/mol=18g，碘化鈉晶體的純度為×100%=99.45%，故答案為：99.45%。