Question

14．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1：
（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^-+SO₄^2-+2H⁺；該操作將I₂還原為I^-的目的是使CCl₄中的碘進入水層．
（2）操作X的名稱為分液．
（3）氧化時，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（實驗裝置如圖2所示）．實驗控制在較低溫度下進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“負極”），陽極的電極反應式為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)化為無害氣體，同時有SO₃^2-生成．該反應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，四氯化碳屬于有機物，水屬于無機物，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生成無毒物質(zhì)；
（4）①根據(jù)電解池中陽極發(fā)生氧化反應，與電源正極相連的為陽極可以判斷①圖中a極要連接電源的正極；依據(jù)電極原理和反應過程中的離子變化寫出電極反應；
②二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，a為正電源極，b為電源負極，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元素進入水溶液應將碘還原為碘離子；
故答案為：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；使CCl₄中的碘進入水層；
（2）四氯化碳屬于有機物，水屬于無機物，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，反應越不充分，所以應該在低溫條件下進行反應；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)為陽極區(qū)，a為正電源極，b為電源負極；陽極區(qū)發(fā)生反應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，S₂O₄^2-中硫元素由+3價，變?yōu)榱蛩岣�中硫元素�?4價，S₂O₄^2-被氧化是還原劑；二氧化氮中的氮元素化合價為+4價變?yōu)榈獨?價，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．

點評 本題考查了有關SO₂和NO_x的知識，分析利用題干信息，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，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．