Question

【題目】實驗室從含碘廢液（除外，含有、、等）中回收碘，實驗過程如下：

（1）向含碘廢液中加入稍過量的溶液，將廢液中的還原為，其離子方程式為__________；該操作將還原為的目的是___________________。

（2）操作的名稱為__________。

（3）氧化時，在三頸瓶中將含的水溶液用鹽酸調至約為2，緩慢通入，在40℃左右反應（實驗裝置如圖所示）。實驗控制在較低溫度下進行的原因是__________________；儀器a、b的名稱分別為：a__________、b__________；儀器b中盛放的溶液為__________。

（4）已知：；某含碘廢水（約為8）中一定存在，可能存在、中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘廢水中是否含有、的實驗方案（實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、溶液、溶液）。

①取適量含碘廢水用多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質存在；

②__________________；

③另從水層中取少量溶液，加入淀粉溶液，加鹽酸酸化后，滴加溶液，若溶液變藍說明廢水中含有；否則說明廢水中不含有。

（5）二氧化氯（，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑和水處理劑。現用氧化酸性含廢液回收碘。

①完成氧化的離子方程式：ClO2+I-1+__________=+Cl-1+____________________________；

②若處理含相同量的廢液回收碘，所需的物質的量是的______倍。

Answer 1

【答案】SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42- 使CCl4中的碘進入水層 分液 使氯氣在溶液中有較大的溶解度 球形冷凝管 錐形瓶 NaOH溶液 從水層中取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加氯化鐵溶液，若溶液變藍色（發生的反應為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2）說明廢水中含I-，否則不含I- 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O 2.5

【解析】

含碘廢液含有CCl4、I2、I-等，加入亞硫酸鈉溶液還原碘單質為碘離子，分液得到溶液中通入氯氣氧化碘離子為碘單質，富集碘元素，加入四氯化碳萃取分液后，蒸餾法得到碘單質。結合氧化還原反應的規律和物質的性質分析解答。

(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SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；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：SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；使CCl4中的碘進入水層；

(2)四氯化碳是難溶于水、密度比水大的液體，兩者不互溶，分離互不相溶的液體采用分液的方法分離，所以操作X為分液，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，所以應該在較低溫度下進行反應；根據圖示，儀器a、b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，二者都能和氫氧化鈉溶液反應生成無毒物質，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； 球形冷凝管、錐形瓶；NaOH溶液；

(4)根據實驗方案可知，①是排除水層中的碘單質，③是檢驗是否存在碘酸根離子，因此②是檢驗是否存在碘離子。碘離子具有還原性，能被氧化劑氧化生成碘單質，碘酸根離子具有氧化性，能被還原劑還原為碘，碘遇淀粉變藍色，檢驗I-的方法為：從水層中取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加氯化鐵溶液，若溶液變藍色（發生反應為：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2）說明廢水中含I-，否則不含I-，故答案為：從水層中取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加氯化鐵溶液，若溶液變藍色（發生反應為：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2）說明廢水中含I-，否則不含I-；

(5)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，二氧化氯被還原為氯離子，ClO2～Cl-～5e-，2I-～I2～2e-，根據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，反應的離子方程式為2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，故答案為：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O；

②由氧化還原反應的電子守恒，每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，根據電子守恒，則處理含I-相同量的廢液回收碘，所需Cl2的物質的量是ClO2的2.5倍，故答案為：2.5。