Question

碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N₂H₄·H₂O)为原料制备碘化钠。已知：水合肼具有还原性。回答下列问题：

(1)水合肼的制备反应原理为：CO(NH₂)₂(尿素)+NaClO+2NaOH= N₂H₄·H₂O +NaCl+Na₂CO₃

①制取次氯酸钠和氢氧化钠混合液的连接顺序为__________(按气流方向，用小写字母表示)。若该实验温度控制不当，反应后测得三颈瓶内ClO^-与ClO₃^-的物质的量之比为5：1，则氯气与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为____。

②制备水合肼时，应将__________滴到__________中（填“NaClO溶液”或“尿素溶液”），且滴加速度不能过快。

③尿素的电子式为__________________

(2)碘化钠的制备：采用水合肼还原法制取碘化钠固体，其制备流程如图所示：

在“还原”过程中，主要消耗反应过程中生成的副产物IO₃^-，该过程的离子方程式为 ___。

(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下：

a．称取10.00 g样品并溶解，在500 mL容量瓶中定容；

b．量取25.00 mL待测液于锥形瓶中，然后加入足量的FeCl₃溶液，充分反应后，再加入M溶液作指示剂：

c. 用0.2000 mol·L⁻¹的 Na₂S₂O₃标 准 溶 液 滴 定 至 终 点(反 应 方 程 式2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI)，重复实验多次，测得消耗标准溶液的体积为15.00 mL。

①M为____________(写名称)。

②该样品中NaI的质量分数为_______________。

Answer

ecdabf 5：3 NaClO溶液 尿素溶液 2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O 淀粉 90%

【解析】

(1)①根据制备氯气，除杂，制备次氯酸钠和氧氧化钠，处理尾气分析；三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5：1，设ClO-与ClO3-的物质的量分别为5 mol、1 mol，根据得失电子守恒，生成5 molClO- 则会生成Cl-5 mol，生成1 molClO3-则会生成Cl-5 mol，据此分析可得；

②NaClO氧化水合肼；

③尿素中C原子与O原子形成共价双键，与2个-NH2的N原子形成共价单键；

(2)碘和NaOH反应生成NaI、NaIO，副产物IO3-，加入水合肼还原NaIO、副产物IO3-，得到碘离子和氮气，结晶得到碘化钠，根据流程可知，副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气，据此书写；

(3)①碘单质参与，用淀粉溶液做指示剂；

②根据碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，则n(NaI)=n(Na2S2O3)，计算样品中NaI的质量，最后计算其纯度。

(1)①装置C用二氧化锰和浓盐酸混合加热制备氯气，用B装置的饱和食盐水除去杂质HCl气体，为保证除杂充分，导气管长进短出，氯气与NaOH在A中反应制备次氯酸钠，为使反应物充分反应，要使氯气从a进去，由D装置吸收未反应的氯气，以防止污染空气，故导气管连接顺序为：ecdabf；三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5：1，设ClO-与ClO3-的物质的量之比为5：1的物质的量分别为5 mol、1 mol，根据得失电子守恒，生成6 molClO-则会生成Cl-的物质的量为5 mol，生成1mol ClO3-则会生成Cl- 5 mol，则被还原的氯元素为化合价降低的氯元素，即为Cl-，n(Cl-)=5 mol+5 mol=10mol，被氧化的氯元素为化合价升高的氯元素，其物质的量为ClO-与ClO3-物质的量的和，共5 mol+1 mol=6mol，故被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为10：6=5：3；

②制备水合肼时，将尿素滴到NaClO溶液中或过快滴加，都会使过量的NaClO溶液氧化水合肼，降低产率，故实验中制备水合肼的操作是：取适量A中的混合液逐滴加入到定量的尿素溶液中制备水合肼，滴加顺序不能颠倒，且滴加速度不能过快；

③尿素CO(NH2)2中C原子与O原子形成共价双键，与2个—NH2的N原子形成共价单键，所以其电子式为：；

(2)根据流程可知，副产物IO3-与水合肼生成碘离子和氮气，反应的离子方程式为：2IO3-+3N2H4•H2O=3N2↑+2I-+9H2O；

(3)①实验中滴定碘单质，应该用淀粉作指示剂，所以M是淀粉；

②根据碘元素守恒，2I-～I2～2Na2S2O3，则n(NaI)=n(Na2S2O3)，故样品中NaI的质量m(NaI)=×150 g/mol=9.00 g，故样品中NaI的质量分数为×100%=90.0%。