Question

【题目】磷酸工业的副产品氟硅酸（H2SiF6）溶液中含少量碘，其回收方案如下。

已知：①氟硅酸溶液中碘的可能存在形式为I2、I－、I3-；② I2 + I－I3-。

（1）K2Cr2O7、H2O2、NaClO和NaNO2都能使I－氧化为I2。NaNO2在氧化I－时会产生NO，该反应的离子方程式为____。从减少对环境污染的角度，上述氧化剂中可选用的有H2O2、____。

（2）生成的I2可用热空气吹出的原因是____。

（3）在吸收时采用气-液逆流接触，则从吸收装置底部通入的是____（填“吸收液”或“含碘空气”）。吸收后的溶液需反复多次循环吸收含碘空气，其作用是：①提高SO2的利用率；②____。

（4）请补充完整证明氟硅酸溶液中存在I的实验步骤：取样品，____，取上层液体，重复上述操作2-3次，____。（可选用的试剂：5% 淀粉溶液、0.1 mol·L-1 NaNO2溶液,0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液、6 mol·L-1 H2SO4溶液、CCl4）。

Answer 1

【答案】4H++2NO2-+2I－ = I2 + 2NO↑+2H2O NaClO I2受热易升华（或挥发） 含碘空气 增加吸收后溶液中I－浓度 加入CCl4振荡，静置，分液（或加CCl4萃取），有机层呈紫色（或加入5%淀粉溶液变蓝，再加入CCl4萃取） 取上层水溶液滴入5%淀粉溶液不变蓝，再分别滴加6mol·L-1 H2SO4溶液、0.1mol·L-1 NaNO2溶液，变蓝，证明存在I3-。

【解析】

利用碘及其化合物的氧化性、还原性，结合题目给出的信息，分析解答从含碘副产品提取粗碘的问题。

(1)NaNO2将I－氧化为I2，本身被还原成NO。“氧化”发生在酸性溶液（氟硅酸溶液）中，可用H+、H2O配平。该反应的离子方程式为4H++2NO2-+2I－ = I2 + 2NO↑+2H2O。酸性溶液中，K2Cr2O7、H2O2、NaClO和NaNO2的还原产物分别是Cr3+、H2O、Cl-和NO，其中K2Cr2O7、Cr3+、NaNO2、NO会污染环境。故要减少污染，可选用H2O2、NaClO。

(2) I2受热易升华，故可用热空气吹出。

(3)“吸收”时发生反应I2 + SO2+2H2O＝2HI+H2SO4。用“SO2水溶液”吸收“含碘空气”中的碘，应使气-液逆流充分接触，故吸收液（SO2水溶液）从吸收装置顶部喷下，“含碘空气”从吸收装置底部通入；从反应方程式可知，吸收液（SO2水溶液）反复多次循环吸收含碘空气，可提高SO2的利用率、增加溶液中I－浓度。

(4)据已知② I2 + I－I3-，要证明氟硅酸溶液中存在I，可证明该溶液中同时存在I2、I－。从“可选用的试剂”看，I2可直接用5% 淀粉溶液检验，或加CCl4萃取后下层呈紫色检验；I－需氧化为I2（0.1 mol·L-1 NaNO2溶液、6 mol·L-1 H2SO4溶液），再用5% 淀粉溶液检验。氟硅酸溶液中原有的I2会干扰I－检验，应当先用CCl4多次萃取分液除去。一种可能的方案：取少量氟硅酸溶液，加入CCl4振荡、静置，下层呈紫色，证明有I2。分液后取上层液体，重复上述操作，直至滴入5%淀粉溶液不变蓝，证明I2已完全除去。再滴加6mol·L-1 H2SO4溶液、0.1mol·L-1 NaNO2溶液，若变蓝，证明有I－。故原氟硅酸溶液中存在I3-。