Question

【題目】碘及其化合物主要用于醫(yī)藥、照相及染料等。碘是合成碘化物的基本原料。空氣吹出法從鹵水中提碘的流程如下:

回答下列問題：

（1）“氧化”時，Cl2過量會將I2氧化為HIO3，寫出生成HIO3的化學方程式_________；

（2）“吹出”在吹出塔中進行，含碘鹵水從_________(填“塔頂”或“塔底”，下同)進入，熱空氣從_________進入，理由為_________；

（3）吸收塔應選擇耐酸材料，原因是_________；

（4）結晶時，發(fā)生反應的離子方程式為_________；

（5）從“氧化”所得含碘鹵水中提取碘還可以采用加CCl4的方法，該分離方法為_________；為進一步分離I2和CCl4，向其中加入NaOH溶液與I2反應，生成的I-、IO3-進入水溶液；分液后再酸化，即得粗碘．加入NaOH后溶液中I-、IO3-的物質(zhì)的量之比為_________；

（6）H2O2也能發(fā)生與Cl2類似的反應，若先用H2O2將鹵水中的I-氧化為IO3-，再將其與鹵水按一定比例混合、酸化制取粗碘，處理含I-為254mg/L的鹵水1m3，理論上需20%的H2O2_________g。

Answer 1

【答案】 5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl 塔頂 塔底 （熱空氣密度小）氣體與溶液逆向接觸時有利于充分接觸、提高吹出率 反應生成HI和H2SO4兩種強酸 C12+ 2I-=2Cl-+I2 萃取(或萃取、分液) 5:1 170 g

【解析】試題分析：鹵水中碘和氯氣發(fā)生氧化還原反應生成HCl和HIO3，反應物的接觸時間越長，反應越充分，所以含碘鹵水應該從塔頂加入，熱空氣從塔底加入，向剩余液體中加入二氧化硫和水，發(fā)生氧化還原反應生成HI和硫酸，再向溶液中通入足量氯氣，氯氣將HI氧化生成碘單質(zhì)，最后通過精制得到碘單質(zhì)。

（1）氯氣、碘在水溶液中發(fā)生氧化還原反應生成碘酸和HCl，反應方程式為5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，故答案為：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；

（2）反應物接觸時間越長，反應越充分，熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率，所以含碘鹵水從塔頂進入，熱空氣從塔底進入，故答案為：塔頂；塔底；因熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率；

（3）碘和二氧化硫在水溶液中能發(fā)生氧化還原反應生成HI和H2SO4兩種強酸，酸能腐蝕某些物質(zhì)，所以吸收塔應選擇耐酸材料，故答案為：反應生成HI和H2SO4兩種強酸；

（4）結晶時，通入氯氣，將溶液中的碘離子置換出來，反應的離子方程式為，C12+ 2I-=2Cl-+I2，故答案為：C12+ 2I-=2Cl-+I2；

（5）碘在四氯化碳中的溶解度遠遠大于在水中的溶解度且碘和四氯化碳不反應，四氯化碳和水不互溶，所以可以采用萃取方法分離；NaOH溶液與I2反應，生成的I-、IO3-進入水溶液，離子反應方程式為6OH-+3I2=5I-+IO3-+3H2O，根據(jù)方程式知，加入NaOH后溶液中I-、IO3-的物質(zhì)的量之比為5：1，故答案為：萃取；5：1；

（6）1m3的254mg/L的鹵水中n(I-)==2mol，H2O2將鹵水中的I-氧化為IO3-，發(fā)生的反應為3H2O2+I-=3H2O+IO3-①，酸性條件下，I-和碘酸根離子反應方程式為5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O②，

根據(jù)方程式②知參加反應的I-和IO3-的關系是5：1，根據(jù)I原子守恒得發(fā)生反應①消耗I-與生成IO3-關系為1：1，所以反應①中消耗I-的物質(zhì)的量占總的為2mol×=mol，則消耗n(H2O2)=3×mol=1mol，理論上需20%的H2O2==170g，故答案為：170。