Question

7．實驗室從含碘廢液中測定I^-的含量以及碘的回收過程如下：
I．含碘廢液中I^-含量的測定
    用移液管量取25.00ml廢液于250ml．錐形瓶中，分別加入5ml2mol/LH₂SO₄溶液和10ml20%NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O溶液，搖勻，小火加熱蒸發(fā)至碘完全揮發(fā)，取下錐形瓶冷卻后，加入10ml2mol/LH₂SO₄，加入幾滴二苯胺磺酸鈉（用作指示劑），用0.0250mol/L標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液進(jìn)行滴定到終點．重復(fù)3次，數(shù)據(jù)記錄見下表：（已知反應(yīng)：①2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂②6Fe²⁺+Cr${\;}_{{2}_{\;}}$O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O）
Ⅱ．碘的回收
    取250ml含碘廢液于燒杯中，加入按上述計算所需的Na₂S₂O₃溶液，并將飽和CuSO₄溶液在不斷攪拌下滴加到廢液中，加熱至70°C左右完全反應(yīng)生成CuI沉淀．過濾，得到的CuI沉淀按如圖1進(jìn)行操作，檢查裝置的氣密性后，從分液漏斗中逐滴加濃硝酸（注意滴液的速度），完全反應(yīng)后，通過減壓過濾，得到粗碘固體產(chǎn)品和抽濾液，然后按圖2進(jìn)行粗碘的提純．

請回答下列問題：
（1）簡述圖2實驗裝置中燒瓶的作用冷凝升華的碘單質(zhì)，防止擴散到燒杯外．
（2）某同學(xué)欲配置200ml2mol•L^-1的H₂SO₄，配制方法合理的是C
A．在200ml1mol•L^-1的H₂SO₄中加入22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的SO₂
B．向100ml4mol•L^-1的H₂SO₄中加入100ml水
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄80.0ml，加水至200ml
D．將16gNaOH固體加入到5ml2mol/LH₂SO₄溶液中
（3）在盛有廢液的錐形瓶中先加入5ml2mol/LH₂SO₄的目的是為了抑制Fe³⁺的水解．
（4）根據(jù)滴定的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算該廢液中I^-的含量14.94g•L^-1．
（5）寫出圖1錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+I₂+4H₂O．
（6）按圖2裝置進(jìn)行粗碘提純，采用的分離方法是升華法，a、b為冷凝水進(jìn)出口，其中a（填“a“或”b“）接水龍頭，最終能得到較多較高純度的單質(zhì)碘．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置圖2的實驗?zāi)康氖巧�華碘單質(zhì)提純，燒瓶是冷凝升華的碘單質(zhì)，防止擴散到燒杯外；
（2）配置200ml2mol•L^-1的H₂SO₄，需要量取含溶質(zhì)H₂SO₄的物質(zhì)的量為：0.2L×2mol/L=0.4mol溶液加水配制成200ml溶液；
A．二氧化硫溶于水只能生成亞硫酸；
B．向100ml4mol•L^-1的H₂SO₄中加入100ml水，溶液體積不是200ml；
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄80.0ml，溶質(zhì)物質(zhì)的量=5mol•L^-1×0.080L=0.4mol，加水至200ml，溶液濃度=$\frac{0.4mol}{0.2mol}$=2mol/L；
D．將16gNaOH物質(zhì)的量=$\frac{16g}{40g/mol}$=0.4mol，固體加入到5ml2mol/LH₂SO₄溶液中，發(fā)生反應(yīng)2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O溶液中剩余硫酸溶質(zhì)和生成的硫酸鈉溶質(zhì)，不能配制200ml2mol•L^-1的H₂SO₄；
（3）依據(jù)Fe³⁺水解容易生成氫氧化鐵使溶液變渾濁分析；
（4）由反應(yīng)①、②可得出如下關(guān)系式：6I^-～Cr₂O₇^2-，滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)液K₂Cr₂O₇溶液的體積=19.60 mL，則：c（I^-）×0.025 0 L=6×0.0250 mol•L^-1×0.01960 L，解得c（I^-）=0.1176 mol•L^-1，則計算得到廢液中I^-的含量；
（5）CuI中Cu⁺和I^-均可被濃HNO₃氧化，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出：
（6）圖2是利用升華法提純碘，冷凝水應(yīng)從a口進(jìn)，使碘蒸氣更易凝結(jié)為固體碘．

解答 解：（1）依據(jù)裝置圖2的實驗?zāi)康氖巧�華碘單質(zhì)提純，燒瓶是冷凝升華的碘單質(zhì)，防止擴散到燒杯外；
故答案為'：冷凝升華的碘單質(zhì)，防止擴散到燒杯外；
（2）溶液配制的步驟有稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加到刻度，配置200ml2mol•L^-1的H₂SO₄，需要量取
A．在200ml1mol•L^-1的H₂SO₄中加入22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的SO₂ ，二氧化硫溶于水只能生成亞硫酸，故A錯誤；
B．向100ml4mol•L^-1的H₂SO₄中加入100ml水，溶液體積不是200ml，故B錯誤；
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄80.0ml，溶質(zhì)物質(zhì)的量=5mol•L^-1×0.080L=0.4mol，加水至200ml，溶液濃度=$\frac{0.4mol}{0.2mol}$=2mol/L，故C正確；
D．將16gNaOH物質(zhì)的量=$\frac{16g}{40g/mol}$=0.4mol，固體加入到5ml2mol/LH₂SO₄溶液中，硫酸物質(zhì)的量=0.005ml×2mol/L=0.01mol，2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O溶液中剩余硫酸溶質(zhì)和生成的硫酸鈉溶質(zhì)，不能配制200ml2mol•L^-1的H₂SO₄，故D錯誤；
故答案為：C；
（3）在盛有廢液的錐形瓶中先加入5ml2mol/LH₂SO₄的目的是為了抑制Fe³⁺的水解，故答案為：為了抑制Fe³⁺的水解；
（4）由反應(yīng)①、②可得出如下關(guān)系式：6I^-～Cr₂O₇^2-，滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)液K₂Cr₂O₇溶液的體積V=19.60 mL，則c（I^-）×0.025 0 L=6×0.0250 mol•L^-1×0.01960 L，
解得c（I^-）=0.1176 mol•L^-1，
則廢液中I^-的含量為0.1176mol•L^-1×127 g•mol^-1≈14.94 g•L^-1；
故答案為：14.94；
（5）CuI中Cu⁺和I^-均可被濃HNO₃氧化，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+I₂+4H₂O；
故答案為：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+I₂+4H₂O；
（6）圖2是利用升華法提純碘，冷凝水應(yīng)從a口進(jìn)，使碘蒸氣更易凝結(jié)為固體碘，故答案為：升華法；a．

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．