Question

12．實驗室從含碘廢液（含有H₂O、CCl₄、I₂、I^-等）中回收碘，操作過程如下：

（1）向廢液中加入Na₂SO₃ 溶液，發(fā)生“還原”反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺．
（2）“氧化”操作在三頸燒瓶中進(jìn)行（如圖一），將溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂．實驗用水浴控制在40℃左右的較低溫度下進(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）．
（3）某研究小組用圖二裝置對Cl₂與KI溶液的反應(yīng)進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)通入Cl₂一段時間后，KI溶液變?yōu)辄S色，繼續(xù)通入Cl₂，則溶液黃色變淺，最后變?yōu)闊o色．研究小組對所得無色溶液中碘元素的存在形態(tài)提出了以下假設(shè)：
假設(shè)一：沒有I₂形態(tài)；假設(shè)二：沒有I^-形態(tài)；假設(shè)三：有IO₃^-形態(tài)．
①請設(shè)計實驗證明假設(shè)一成立（試劑自選）．

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
		假設(shè)一成立

②若假設(shè)三成立，請寫出生成IO₃^-的離子方程式I₂+5Cl₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺．
（4）該研究小組還進(jìn)行了對加碘鹽中KIO₃含量測定的如下實驗：
①準(zhǔn)確稱取加碘鹽m g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的KI，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)，將所得混合液配成250.00mL待測溶液．移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加幾滴淀粉試液，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，重復(fù)3次，測得平均值為V mL．
已知：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3H₂O+3I₂，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-．測定時，判斷達(dá)到滴定終點的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘不變色．由測定數(shù)據(jù)可求得該樣品中含KIO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{21.4CV}{6m}$%（用含m、c、V的代數(shù)式表示，Mr（KIO₃）=214  ）．
②在滴定操作正確無誤的情況下，用此種測定方法測得的結(jié)果往往偏高，其原因是受空氣的影響，請用離子方程式表示產(chǎn)生這一影響的原因4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）亞硫酸根離子具有強(qiáng)的還原性能夠還原單質(zhì)碘；
（2）溫度越高，氯氣溶解度越�。�
（3）①單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色；
②若生成碘酸根離子，則發(fā)生氯氣氧化碘的反應(yīng)，依據(jù)得失電子守恒、原子個數(shù)守恒寫出反應(yīng)方程式；
（4）①反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴液體時溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點；
根據(jù)關(guān)系式IO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-進(jìn)行計算；
②實驗測得結(jié)果偏高，說明滴定消耗的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，溶液中碘的含量偏高，應(yīng)是生成的碘離子被氧氣氧化為碘所致．

解答 解：（1）亞硫酸根離子與碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；
（2）溫度越高，氯氣溶解度越小，為增加氯氣溶解的量，應(yīng)控制在低溫條件下，
故答案為：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）；
（3）①碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，所以向所得無色溶液中加入淀粉試液，若不變藍(lán)色，說明不存在碘；
故答案為：

實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象
取所得無色溶液，向其中加入淀粉試液	溶液不變藍(lán)

②若假設(shè)三成立，則氯氣氧化碘單質(zhì)生成碘酸根離子，本身被還原為氯離子，依據(jù)得失電子守恒規(guī)律、原子個數(shù)守恒規(guī)律，該反應(yīng)的離子方程式：I₂+5Cl₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺；
故答案為：I₂+5Cl₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺；
（4）①碘遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束時，碘反應(yīng)完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液時溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明到達(dá)滴定終點；
令樣品中IO₃^-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則：
KIO₃～3I₂～6S₂O₃^2-
214        6
ma         CV×10^-3，
解得：a=$\frac{21.4CV}{6m}$%；
故答案為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色；=$\frac{21.4CV}{6m}$%；
②實驗測得結(jié)果偏高，說明滴定消耗的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高，溶液中碘的含量偏高，應(yīng)是生成的碘離子被氧氣氧化為碘，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案為：4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O；

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書寫、氧化還原滴定，熟悉氧化還原反應(yīng)規(guī)律及物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．