Question

【題目】某學習小組的同學擬利用碘化亞鐵與碳酸氫鈉的反應來制備高純度的碘化鈉晶體。回答下列問題:

（1）碘化亞鐵溶液的制備：將碘和鐵粉按物質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，并向裝置中持續通入N2，在40-60℃下攪拌反應30-50min，待反應完成檢驗出反應液中不含碘單質后，過濾即制得碘化亞鐵溶液。

①配料中鐵粉過量的目的是____________；持續通入N2的目的是___________。

②檢驗反應液中不含碘單質的方法是___________。

（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的量之比在，在80-100℃下，反應30-50 min，反應生成碘化鈉及硫酸亞鐵等。該反應的化學方程式為____________。

（3）點化鈉的提純與結晶:

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℃時溶解度為179/100g水,100℃時溶解度為302/100g水）的操作方法是________________。

（4）碘化鈉的提度的測定：

該小組同學稱取制得的碘化鈉晶體18.1g,溶于水后加入50mL2.5mol/LAgNO3溶液，過濾、洗滌、干燥，稱得沉淀的質量為28.2g。則碘化鈉晶體的純度為_________。（雜質不參與反應，結果保留至小數點后兩位）

Answer 1

【答案】 使碘充分反應以提高其利用率 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），溶液不變藍色，說明已不含I2 FeI2+2NaHCO3═FeCO3↓+2NaI+CO2↑+H2O 向（2）中的濾液中加入稍過量的HI溶液，再微熱 蒸發濃縮至表面出現晶膜，冷卻結晶并干燥 99.45%

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

②碘遇到淀粉溶液顯藍色，檢驗反應液中不含碘單質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)，溶液不變藍色，說明已不含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)，溶液不變藍色，說明已不含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的量之比在～之間，在80～100℃下攪拌反應30～50min，反應生成碘化鈉及碳酸亞鐵等，反應的化學方程式為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，除去碘化鈉溶液中HCO3-，可以向(2)中的濾液中加入稍過量的HI溶液，再微熱，故答案為：向(2)中的濾液中加入稍過量的HI溶液，再微熱；

②根據碘化鈉的溶解度：20℃時溶解度為179 g/100 g水；100℃時溶解度為302g/100g水。從碘化鈉溶液獲得碘化鈉晶體的操作為蒸發濃縮至表面出現晶膜，冷卻結晶并干燥，故答案為：蒸發濃縮至表面出現晶膜，冷卻結晶并干燥；

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