Question

實驗室從含碘廢液（除H₂O外，含有CCl₄、I₂、I^-等）中回收碘，其實驗過程如圖一所示．

（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

 

；該操作將I₂還原為I^-的目的是

 

．
（2）操作X的名稱為

 

．
（3）氧化時，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)（實驗裝置如圖二所示）．實驗室控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是

 

；錐形瓶里盛放的溶液為

 

．

（4）已知：5SO₃^2-+2IO₃^-+2H⁺═I₂+5SO₄^2-+H₂O
某含碘廢水（pH約為8）中一定存在I₂，可能存在I^-、IO₃^-中的一種或兩種，請補(bǔ)充完整檢驗含碘廢水中是否含有I^-、IO₃^-的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl₄多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質(zhì)存在

 

．實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液、Na₂SO₃溶液．

Answer 1

考點：真題集萃,物質(zhì)的檢驗和鑒別的實驗方案設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題,鹵族元素

分析：（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；碘不容易溶于水，但碘離子易溶于水；
（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）碘離子具有還原性，能被氧化劑氧化生成碘，碘酸根離子具有氧化性，能被還原劑還原生成碘，碘遇淀粉試液變藍(lán)色．

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，離子反應(yīng)方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；碘不容易溶于水，但碘離子易溶于水，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-；使四氯化碳中的碘進(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)；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）；NaOH溶液；
（4）碘離子具有還原性，能被氧化劑氧化生成碘，碘酸根離子具有氧化性，能被還原劑還原生成碘，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，所以其檢驗方法為：
從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加FeCl₃溶液，2I^-+2Fe³⁺=2Fe²⁺+I₂，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有I^-，否則不含I^-；
另從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉試液，加鹽酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，5SO₃^2-+2 IO₃^-+2H⁺=I₂+5SO₄^2-+H₂O，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有IO₃^-，否則不含IO₃^-，
故答案為：從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加FeCl₃溶液，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有I^-，否則不含I^-；
另從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉試液，加鹽酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，若溶液變藍(lán)色，說明廢水中含有IO₃^-，否則不含IO₃^-．

點評：本題以物質(zhì)的制備為載體考查了氧化還原反應(yīng)、離子的檢驗、物質(zhì)的分離和提純，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，知道碘的檢驗方法，題目難度中等．