Question

钠、钾的碘化物在生产和科学实验中有十分重要的应用。工业利用碘、NaOH和铁屑为原料可生产碘化钠，其生产流程如图所示：

（1）NaOH溶液和碘反应时需要严格控制温度，如果温度过低，会生成碘的低价副产品NaIO。若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中IO₃^-与IO^－的物质的量之比为1：1，则该反应的离子方程式为______________。

（2）生产流程中加入过量铁屑的目的是_____________，过滤所得固体中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，则加入铁屑时发生反应的化学方程式是_________________________。

（3）溶液2中除含有H^＋外，一定含有的阳离子是_____________；试设计实验证实该金属阳离子的存在__________________________。

（4）溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·2H₂O），称取3.60 g草酸亚铁晶体（相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：

①分析图中数据，根据信息写出过程Ⅰ发生的化学方程式_______________________。

②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式_________。

Answer

4I2+8OH-=IO3-+IO-+6I-+4H2O  还原IO3-（或使IO3-转化为I-）（合理即可） 3H2O+2Fe+NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓  Fe2+ 取少量溶液2于试管中，滴加铁氰化钾溶液，看是否有蓝色产地产生，托有，则证明存在Fe2+（其他合理答案即可） FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O↑ Fe2O3

【解析】试题分析：（1）若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中碘酸根离子与IO－离子的物质的量之比为1:1，碘失去电子为6个，根据得失电子守恒，生成的I－为6个，参加反应的碘单质为4个，则上述过程中，反应的离子方程式为4I2＋8OH－===IO＋6I－＋4H2O＋IO－。

（2）反应加入铁屑的目的是还原反应中所生成的碘酸根离子，生成的红褐色沉淀为氢氧化铁，相应的化学方程式为NaIO3＋2Fe＋3H2O===NaI＋2Fe(OH)3↓。

（3）由于铁过量，所以所得固体中存在氢氧化铁和单质铁，当加入稀硫酸时，氢氧化铁溶解生成铁离子，而单质铁则与铁离子或氢离子反应，会生成亚铁离子，一定有亚铁离子，检验亚铁离子的方法为取少量试样溶液于试管中，先加KSCN溶液无现象，再加氯水，溶液变红，证明存在亚铁离子，或加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀。

（4）①通过剩余固体的质量可知，过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水，反应的方程式为FeC2O4·2H2OFeC2O4＋2H2O↑。

②草酸亚铁晶体中铁的元素质量为3.6×56/180×100%=1.12克，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为1.60-1.12=0.48克，铁元素与氧元素的质量为1.12:0.48=7:3，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有56x:16y=7:3，x:y=2:3，所以固体为Fe2O3。