Question

7．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)過程如下：

（1）向含碘廢液中加入稍過量的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^-+2H⁺+SO₄^2-；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的名稱為分液．
（3）氧化時(shí)，在三頸燒瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約
為2，緩慢通入Cl₂，在40℃左右反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示）．實(shí)驗(yàn)必須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）；
儀器a、b的名稱分別為：a球形冷凝管、b錐形瓶；
儀器b中盛放的溶液為NaOH溶液．
（4）已知二氧化氯為黃綠色易溶于水的氣體，是高效、低毒的消毒劑和水處理劑．現(xiàn)用ClO₂氧化酸性含I^-廢液以回收碘．
①寫出ClO₂氧化I^-的離子方程式2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O；
②若處理含相同物質(zhì)的量的I^-酸性廢液以回收碘，所需Cl₂的物質(zhì)的量是ClO₂的2.5倍．

Answer 1

分析 含碘廢液含有CCl₄、I₂、I^-等，加入亞硫酸鈉溶液還原碘單質(zhì)為碘離子，分液得到溶液中通入氯氣氧化碘離子為碘單質(zhì)，富集碘元素，加入四氯化碳萃取分液后，蒸餾法得到碘單質(zhì)，
（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；
（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)生成無毒物質(zhì)；
（4）①用ClO₂氧化酸性含I^-廢液回收碘，是二氧化氯在酸溶液中氧化碘離子生成碘單質(zhì)，二氧化氯被還原為氯離子，結(jié)合原子守恒、電荷守恒、電子守恒配平書寫離子方程式；
②每摩爾Cl₂得到2mol電子，而每摩爾ClO₂得到5mol電子，故為2.5倍．

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)；儀器a、b的名稱分別為 球形冷凝管、錐形瓶，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）； 球形冷凝管、錐形瓶；NaOH溶液；
（4）①用ClO₂氧化酸性含I^-廢液回收碘，是二氧化氯在酸溶液中氧化碘離子生成碘單質(zhì)，二氧化氯被還原為氯離子，ClO₂～Cl^-～5e^-，2I^-～I(xiàn)₂～2e^-，
反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+10I-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O，
故答案為：2 ClO₂+10 I^-+8H⁺=5 I₂+2 Cl^-+4H₂O；
②由氧化還原反應(yīng)電子守恒，每摩爾Cl₂得到2mol電子，而每摩爾ClO₂得到5mol電子，則所需Cl₂的物質(zhì)的量是ClO₂的2.5倍，
故答案為：2.5．

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分析解答，知道碘的檢驗(yàn)方法，題目難度中等．