Question

一种回收并利用含碘（I^-）废液的工艺流程如下：

（1）“沉淀”中生成CuI的离子方程式为___________________。

（2）CuSO₄的投加量对废水中I^－的去除量影响较大，不同投加量（用过量系数表示）下，反应后I^－和Cu²⁺的浓度如图所示，则适宜的CuSO₄过量系数应为_____________，分析原因_________________。

（3）反应Ⅰ中生成铁与碘的化合物（其中铁与碘的质量比为21：127），则加入的水的作用是________________，反应Ⅱ的化学方程式是_________________________。

（4）操作Ⅰ包括____________，冰水洗涤的目的是_______________。

Answer

(1)2Cu2＋＋2I－＋SO32—＋2H2O=2CuI↓＋SO42—＋2H+

（2）1.1 小于1.1则I－去除率较低，大于1.1又会引入较多的重金属离子Cu2＋

（3）催化剂 Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑

（4）蒸发（或加热）（浓缩）、（冷却）结晶、过滤 除去表面可溶性杂质，同时减少KI的溶解损失（或防止KI的氧化）

【解析】

试题分析：结合流程可以知道回收废液中碘离子的步骤为：先向废液中加入亚硫酸钠、硫酸铜溶液生成CuI沉淀，过滤得到滤渣CuI，然后加入浓硝酸氧化CuI，向氧化产物中加入碘单质、铁屑和水后得到Fe3I8，Fe3I8与碳酸钾溶液发生反应Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑；过滤后将反应Ⅱ的滤液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤，初步得到碘化钾；因为碘化钾混有可溶性杂质，需要经过洗涤才能得到较纯净的产品，同时为了减少KI的溶解损失，需要用冰水洗涤，最后得到纯净的氯化钾，

（1）硫酸铜、亚硫酸钠和碘离子在溶液中发生反应生成CuI，反应的离子方程式为：2Cu2++2I-+SO32-+H2O=2CuI↓+SO42-+2H+，因此，本题正确答案是：2Cu2++2I-+SO32-+H2O=2CuI↓+SO42-+2H+；

（2）根据图象曲线变化可以知道，当硫酸铜过量系数小于1.1时I-去除率较低，大于1.1又会引入较多的重金属离子Cu2+，所以适宜的CuSO4过量系数为1.1，因此，本题正确答案是：1.1；小于1.1则I-去除率较低，大于1.1又会引入较多的重金属离子Cu2+；

（3）反应I中加入水可以加快反应速率，水起到了催化剂的作用，在反应中生成铁与碘的化合物，其中铁元素与碘元素的质量比为21：127，即物质的量比为：21/56:127/127=3:8=3：8，铁、碘原子个数比为8：3，反应Ⅰ生成物化学式是 Fe3I8，故反应Ⅱ的化学方程式为：Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑，因此，本题正确答案是：催化剂；Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑；

（4）反应Ⅱ的滤液需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤，初步得到碘化钾；因为碘化钾混有可溶性杂质，需要经过洗涤才能得到较纯净的产品，故用冰水洗涤，同时减少KI的溶解损失，因此，本题正确答案是：蒸发（或加热）（浓缩）、（冷却）结晶、过滤；除去表面可溶性杂质，同时减少KI的溶解损失（或防止KI的氧化）．

考点：回收废液、离子方程式、物质的量的相关计算