Question

7．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中的碘進入水層．
（2）操作X的名稱為分液．
（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（實驗裝置如圖所示）．實驗必須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）；
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��；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；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）； 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^-～I₂～2e^-，
反應的離子方程式為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．

點評 本題考查了有關(guān)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(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．