Question

14．實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液（除H₂O外，含有CCl₄、I₂、I^-等）中回收碘，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1：
（1）向含碘廢液中加入稍過(guò)量的Na₂SO₃溶液，將廢液中的I₂還原為I^-，其離子方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；該操作將I₂還原為I^-的目的是使CCl₄中的碘進(jìn)入水層．
（2）操作X的名稱(chēng)為分液．
（3）氧化時(shí)，在三頸瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂，在40⁰C左右反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示）．實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是使氯氣在溶液中有較大的溶解度（或防止I₂升華或防止I₂進(jìn)一步被氧化）；錐形瓶里盛放的溶液為NaOH溶液．
（4）利用如圖3所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO₂，并用陰極排出的溶液吸收NO₂．

①a為電源的正極（填“正極”或“負(fù)極”），陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO₂，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，同時(shí)有SO₃^2-生成．該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 碘廢液加亞硫酸鈉溶液，把單質(zhì)碘還原為I^-，四氯化碳難溶于水，會(huì)分層，則分液即可得到四氯化碳，剩余的溶液中加氯氣氧化I^-得到I₂，富集，最后得到較純的I₂，
（1）碘具有氧化性，能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，自身被還原生成碘；碘微溶于水，而碘離子易溶于水；
（2）分離互不相溶的液體采用分液的方法分離，四氯化碳屬于有機(jī)物，水屬于無(wú)機(jī)物，二者不互溶；
（3）碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減小；氯氣、碘蒸氣都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)；
（4）①根據(jù)電解池中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，與電源正極相連的為陽(yáng)極可以判斷①圖中a極要連接電源的正極；依據(jù)電極原理和反應(yīng)過(guò)程中的離子變化寫(xiě)出電極反應(yīng)；
②二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽(yáng)極區(qū)，a為正電源極，b為電源負(fù)極，依據(jù)在堿性條件下，陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發(fā)生反應(yīng)4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，依據(jù)方程式即可解答．

解答 解：（1）碘具有氧化性，能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，自身被還原生成碘離子，離子反應(yīng)方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；碘微溶于水，而碘離子易溶于水，為了使更多的I元素進(jìn)入水溶液應(yīng)將碘還原為碘離子；
故答案為：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；使CCl₄中的碘進(jìn)入水層；
（2）四氯化碳屬于有機(jī)物，水屬于無(wú)機(jī)物，二者不互溶，分離互不相溶的液體采用分液的方法分離，所以分離出四氯化碳采用分液的方法；
故答案為：分液；
（3）碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減小，溫度越高，氯氣的溶解度越小，反應(yīng)越不充分，所以應(yīng)該在低溫條件下進(jìn)行反應(yīng)；氯氣、碘蒸氣都有毒，不能直接排空，且都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)，所以用NaOH溶液吸收氯氣和碘蒸氣，
故答案為：使氯氣在溶液中有較大的溶解度（或防止碘升華或防止碘進(jìn)一步被氧化）；NaOH溶液；
（4）①依據(jù)圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽(yáng)極區(qū)，a為正電源極，b為電源負(fù)極；陽(yáng)極區(qū)發(fā)生反應(yīng)SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：正極；O₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
②陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發(fā)生反應(yīng)，S₂O₄^2-中硫元素由+3價(jià)，變?yōu)榱蛩岣�中硫元素�?4價(jià)，S₂O₄^2-被氧化是還原劑；二氧化氮中的氮元素化合價(jià)為+4價(jià)變?yōu)榈獨(dú)?價(jià)，二氧化氮被還原為氧化劑，依據(jù)原子守恒和得失電子守恒可得，發(fā)生的離子方程式為4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，所以該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)SO₂和NO_x的知識(shí)，分析利用題干信息，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)、混合物分離和提純方法的選取等方面來(lái)分析解答，知道碘的檢驗(yàn)方法，題目難度中等．