Question

【題目】碘及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。回答下列問題：

I.單質(zhì)碘與氟反應(yīng)可得IF5，實(shí)驗(yàn)表明液態(tài)IF5具有一定的導(dǎo)電性原因在于IF5的自偶電離(如：2H2OH3O++OH－)，IF5的自偶電離方程式為_________。

II.一種回收并利用含碘（I－）廢液的工藝流程如下：

（1）含碘廢水中碘的存在形式一般有I2、I－。檢驗(yàn)是否含I2及I－的方法是_______________。

（2）“沉淀”中生成CuI的離子方程式為_______________。

（3）CuSO4的投加量對廢水中I－的去除量影響較大，不同投加量（用過量系數(shù)表示）下，反應(yīng)后I－和Cu2+的濃度如圖所示，則適宜的CuSO4過量系數(shù)應(yīng)為_______________，分析原因_______________。

（4）反應(yīng)Ⅰ中生成鐵與碘的化合物（其中鐵與碘的質(zhì)量比為21:127），則加入的水的作用是__________，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是_____________________________。

（5）氯化銀復(fù)合吸附劑可有效吸附碘離子。氯化銀復(fù)合吸附劑對碘離子的吸附反應(yīng)為I－(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl－(aq)，反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(Cl－)=0.10molL-1。則溶液中c(I－)= ______molL-1。［Ksp(AgCl)=2.0×10-10，Ksp (AgI)=8.4×10-17］。該方法能去除碘離子的原理是_________。

（6）準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品0.1000g溶于50mL水，加入適量乙酸并加入曙紅鈉指示劑，然后用0.025mol·L-1AgNO3溶液滴定，至終點(diǎn)時(shí)消耗AgNO3溶液22.00mL，則產(chǎn)品中KI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】2IF5IF4++IF6-， 用CCl4萃取后觀察萃取液為紫色，證明含有I2，反復(fù)萃取后取水層少許于試管中，加入淀粉及FeCl3溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色，則含有I－，或加入AgNO3溶液，若含有黃色沉淀生成，則含有I－ 2Cu2＋＋2I－＋SO32-＋2H2O = 2CuI↓＋SO42-＋2H＋ 1.1 小于1.1則I－去除率較低，大于1.1又會(huì)引入較多的重金屬離子Cu2＋ 催化劑 Fe3I8＋4K2CO3 = Fe3O4＋8KI＋4CO2↑ 4.2×10-8， 原理是AgI溶度積比AgCl的溶度積小，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化。 91.3%。

【解析】

I．水的電離方程式確定IF5電離方程式，從而確定其陽離子和陰離子；

II．結(jié)合流程可以知道回收廢液中碘離子的步驟為：先向廢液中加入亞硫酸鈉、硫酸銅溶液生成CuI沉淀，過濾得到濾渣CuI，然后加入濃硝酸氧化Cul，向氧化產(chǎn)物中加入碘單質(zhì)、鐵屑和水后得到Fe3I8，Fe3I8與碳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑；過濾后將反應(yīng)II的濾液經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，初步得到碘化鉀；因?yàn)榈饣�鉀混有可溶性雜質(zhì)，需要經(jīng)過洗滌才能得到較純凈的產(chǎn)品，同時(shí)為了減少KI的溶解損失，需要用冰水洗滌，最后得到純凈的氯化鉀，據(jù)此分析。

I．由水的電離方程式知，IF5的自偶電離方程式為：2IF5IF4++IF6-；

II．(1)檢驗(yàn)碘可以用淀粉也可以用四氯化碳萃取，檢驗(yàn)I-時(shí)為防止碘的干擾，需先充分萃取出碘，再在水層中加入淀粉及氧化劑(FeCl3、H2O2及氯水均可)，所以用CCl4萃取后觀察萃取液為紫色，證明含有I2，反復(fù)萃取后取水層少許于試管中，加入淀粉及FeCl3溶液，觀察溶液是否出現(xiàn)藍(lán)色，或加入AgNO3溶液，看是否有黃色沉淀生成；

(2)根據(jù)流程圖，沉淀池中SO32-被氧化為SO42－，Cu2＋被還原為Cu＋與I－結(jié)合為CuI沉淀，離子反應(yīng)為：2Cu2＋＋2I－＋SO32-＋H2O = 2CuI↓＋SO42－＋2H＋；

(3)根據(jù)圖示，當(dāng)CuSO4過量系數(shù)小于1.1時(shí)I－去除率較低，大于1.1又會(huì)引入較多的重金屬離子Cu2＋；

(4)反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)物中不含H、O元素，加入水可能是為了加快反應(yīng)速率，水起催化作用；根據(jù)鐵與碘的質(zhì)量比為21:127，可知鐵與碘的物質(zhì)的量比是，所以反應(yīng)Ⅰ中生成鐵與碘的化合物是Fe3I8；根據(jù)流程圖反應(yīng)Ⅱ是Fe3I8、K2CO3生成Fe3O4、KI、CO2；

(5)吸附反應(yīng)為I-(aq) +AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，，則，去除碘離子的原理是AgI溶度積比AgCl的溶度積小，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化。

(6)依據(jù)滴定反應(yīng)：Ag++I-=AgI↓，KI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=×100%=91.3%。