Question

【題目】碘及其化合物主要用于醫(yī)藥、照相及染料等。碘是合成碘化物的基本原料。空氣吹出法從鹵水中提碘的流程如下:

回答下列問題：

（1）“氧化”時，Cl2過量會將I2氧化為HIO3，寫出生成HIO3的化學(xué)方程式_________；

（2）“吹出”在吹出塔中進(jìn)行，含碘鹵水從_________(填“塔頂”或“塔底”，下同)進(jìn)入，熱空氣從_________進(jìn)入，理由為_________；

（3）吸收塔應(yīng)選擇耐酸材料，原因是_________；

（4）結(jié)晶時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________；

（5）從“氧化”所得含碘鹵水中提取碘還可以采用加CCl4的方法，該分離方法為_________；為進(jìn)一步分離I2和CCl4，向其中加入NaOH溶液與I2反應(yīng)，生成的I-、IO3-進(jìn)入水溶液；分液后再酸化，即得粗碘．加入NaOH后溶液中I-、IO3-的物質(zhì)的量之比為_________；

（6）H2O2也能發(fā)生與Cl2類似的反應(yīng)，若先用H2O2將鹵水中的I-氧化為IO3-，再將其與鹵水按一定比例混合、酸化制取粗碘，處理含I-為254mg/L的鹵水1m3，理論上需20%的H2O2_________g。

Answer 1

【答案】 5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl 塔頂 塔底 （熱空氣密度�。�氣體與溶液逆向接觸時有利于充分接觸、提高吹出率 反應(yīng)生成HI和H2SO4兩種強(qiáng)酸 C12+ 2I-=2Cl-+I2 萃取(或萃取、分液) 5:1 170 g

【解析】試題分析：鹵水中碘和氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HCl和HIO3，反應(yīng)物的接觸時間越長，反應(yīng)越充分，所以含碘鹵水應(yīng)該從塔頂加入，熱空氣從塔底加入，向剩余液體中加入二氧化硫和水，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HI和硫酸，再向溶液中通入足量氯氣，氯氣將HI氧化生成碘單質(zhì)，最后通過精制得到碘單質(zhì)。

（1）氯氣、碘在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘酸和HCl，反應(yīng)方程式為5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，故答案為：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；

（2）反應(yīng)物接觸時間越長，反應(yīng)越充分，熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率，所以含碘鹵水從塔頂進(jìn)入，熱空氣從塔底進(jìn)入，故答案為：塔頂；塔底；因熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率；

（3）碘和二氧化硫在水溶液中能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HI和H2SO4兩種強(qiáng)酸，酸能腐蝕某些物質(zhì)，所以吸收塔應(yīng)選擇耐酸材料，故答案為：反應(yīng)生成HI和H2SO4兩種強(qiáng)酸；

（4）結(jié)晶時，通入氯氣，將溶液中的碘離子置換出來，反應(yīng)的離子方程式為，C12+ 2I-=2Cl-+I2，故答案為：C12+ 2I-=2Cl-+I2；

（5）碘在四氯化碳中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在水中的溶解度且碘和四氯化碳不反應(yīng)，四氯化碳和水不互溶，所以可以采用萃取方法分離；NaOH溶液與I2反應(yīng)，生成的I-、IO3-進(jìn)入水溶液，離子反應(yīng)方程式為6OH-+3I2=5I-+IO3-+3H2O，根據(jù)方程式知，加入NaOH后溶液中I-、IO3-的物質(zhì)的量之比為5：1，故答案為：萃��；5：1；

（6）1m3的254mg/L的鹵水中n(I-)==2mol，H2O2將鹵水中的I-氧化為IO3-，發(fā)生的反應(yīng)為3H2O2+I-=3H2O+IO3-①，酸性條件下，I-和碘酸根離子反應(yīng)方程式為5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O②，

根據(jù)方程式②知參加反應(yīng)的I-和IO3-的關(guān)系是5：1，根據(jù)I原子守恒得發(fā)生反應(yīng)①消耗I-與生成IO3-關(guān)系為1：1，所以反應(yīng)①中消耗I-的物質(zhì)的量占總的為2mol×=mol，則消耗n(H2O2)=3×mol=1mol，理論上需20%的H2O2==170g，故答案為：170。