Question

实验室从含碘废液(除H₂O外，含有CCl₄、I₂、I^－等)中回收碘，其实验过程如下：

（1）向含碘废液中加入稍过量的Na₂SO₃溶液，将废液中的I₂还原为I^－，其离子方程式为_____________________；该操作将I₂还原为I^－的 目的是__________________。

（2）操作X的名称为 ________________。

（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含I^－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl₂，在40℃左右反应(实验装置如右图所示)。实验必须控制在较低温度下进行的原因是                      ；仪器a、b的名称分别为：a__________、b__________；仪器b中盛放的溶液为__________________。

（4）已知二氧化氯为黄绿色易溶于水的气体，是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用ClO₂氧化酸性含I^－废液以回收碘。

①写出ClO₂氧化I^－的离子方程式                          ；

②若处理含相同物质的量的I^－酸性废液以回收碘，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的_________倍。

Answer

（1）SO32－ + I2 + H2O = 2I－ + SO42－ + 2H＋；使CCl4中的碘进入水层；

（2）分液；

（3）使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)；球形冷凝管；锥形瓶；NaOH溶液；

（4）① 2 ClO2 + 10 I—+ 8H+ ＝ 5 I2 + 2 Cl— + 4H2O； ② 2.5；

【解析】

试题分析：（1）碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原生成碘离子，离子反应方程式为SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；碘微溶于水，而碘离子易溶于水，为了使更多的I元素进入水溶液应将碘还原为碘离子；故答案为：SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；使CCl4中的碘进入水层；

（2）四氯化碳属于有机物，水属于无机物，二者不互溶，分离互不相溶的液体采用分液的方法分离，所以分离出四氯化碳采用分液的方法；故答案为：分液；

（3）碘易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小，温度越高，氯气的溶解度越小，反应越不充分，所以应该在低温条件下进行反应；仪器a为球形冷凝管、b为锥形瓶；氯气、碘蒸气都有毒，不能直接排空，且都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质，所以用NaOH溶液吸收氯气和碘蒸气，故答案为：使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止碘升华或防止碘进一步被氧化)；球形冷凝管；锥形瓶；NaOH溶液；

（4）①用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘，是二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质，二氧化氯被还原为氯离子，ClO2～Cl-～5e-，2I-～I2～2e-，反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，故答案为：2 ClO2 + 10 I—+ 8H+ ＝ 5 I2 + 2 Cl— + 4H2O；

②由氧化还原反应电子守恒，每摩尔Cl2得到2mol电子，而每摩尔ClO2得到5mol电子，则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍，故答案为：2.5。

【考点定位】考查氧化还原反应、离子的检验、物质的分离和提纯

【名师点晴】本题考查了有关SO2和NOx的知识，分析利用题干信息，涉及氧化还原反应、离子的检验、物质的分离和提纯，明确物质的性质是解本题关键，根据物质的特殊性质、混合物分离和提纯方法的选取等方面来分析解答，知道碘的检验方法。