题目内容

6．I．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SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+；该操作将I2还原为I-的目的是使CCl4中的碘进入水层．
（2）操作X的名称为分液．
（3）氧化时，在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在400C左右反应（实验装置如图所示）．实验控制在较低温度下进行的原因是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）；锥形瓶里盛放的溶液为NaOH溶液．
Ⅱ．用化学方法测定微量碘化物时，必须利用“化学放大”反应将碘的量“放大”，然后再进行测定．下面是“化学放大”反应的实验步骤：
①向含微量I-并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，将I-完全氧化成IO3-，煮沸去掉过量的Br2；
②向由①制得的水溶液中加入过量的酸性KI溶液，振荡使反应进行完全；
③在②得到的水溶液中加入足量的CCl4，振荡，把生成的I2从水溶液里全部转移到CCl4 中，用分液漏斗分液去掉水层；
④向③得到的CCl4层加入肼（即联氨H2N-NH2）的水溶液，振荡，使I2完全以I-形式从CCl4层进入水层，用分液漏斗分液去掉CCl4层．
经过以上四步得到的水溶液里，含有通过反应而“放大”了的碘，请回答下列问题：
（1）写出步骤②的离子方程式，并标出下列反应的电子转移的方向和数目：．
（2）若忽略实验过程中出现的损失，经过一次“化学放大”的溶液里，I-的量是原溶液里I-的量的6倍．经过n次“化学放大”的溶液里，I-的量是原溶液里的量的6n倍．

分析 I．碘废液加亚硫酸钠溶液，把单质碘还原为I-，四氯化碳难溶于水，会分层，则分液即可得到四氯化碳，剩余的溶液中加氯气氧化I-得到I2，富集，最后得到较纯的I2；
（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；碘微溶于水，而碘离子易溶于水；
（2）分离互不相溶的液体采用分液的方法分离；
（3）碘易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小；氯气、碘蒸气都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质．
II．（1）在酸性条件下，I-与IO3-反应生成I2和水，I-失电子，IO3-得电子，据此分析；
（2）①第一步：I-+3Br2+3H2O=6Br-+IO3-+6H+；
②第二步：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；
④第四步：N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+；
根据反应物之间的物质的量关系判断．

解答 解：I．碘废液加亚硫酸钠溶液，把单质碘还原为I-，四氯化碳难溶于水，会分层，则分液即可得到四氯化碳，剩余的溶液中加氯气氧化I-得到I2，富集，最后得到较纯的I2；
（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）四氯化碳难溶于水，二者会分层，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；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）；NaOH溶液．
II．（1）在酸性条件下，I-与IO3-反应生成I2和水，I-失电子，IO3-得电子，反应的电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
（2）①第一步：I-+3Br2+3H2O=6Br-+IO3-+6H+；
②第二步：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；
④第四步：N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+；
因此从以上方程式和分析可得关系式：I-～IO3-～3I2～6I-
                               1mol           6mol
则经过一次“化学放大”的溶液里，I-的量是原溶液里I-的量的6倍，
若再经过一次“化学放大”，I-～IO3-～3I2～6I-
                        6mol         36mol
则经过两次“化学放大”的溶液里，I-的量是原溶液里I-的量的36倍，
所以经过n次“化学放大”的溶液里，I-的量是原溶液里的量的6n倍；
故答案为：6；6n．

点评 本题考查了物质的分离提纯实验方案设计，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，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
16．下列有机化合物转化关系如图所示：

已知：
（1）
（2）
其中化合物A苯环上的一氯代物只有两种．
请回答下列问题：
（1）写出A的结构简式．
（2）B中含有的官能团的名称羟基和醛基．
（3）①的反应类型为加成反应；化合物F的核磁共振氢谱显示有4个峰．
（4）写出C与新制Cu（OH）2反应的化学方程式：+2Cu（OH）2$\stackrel{△}{→}$+Cu2O↓+2H2O．
（5）已知两分子H能形成六元环酯，写出反应②的条件NaOH的水溶液加热；反应③的化学方程式n$\stackrel{一定条件下}{→}$+nH2O．
（6）化合物C有多种同分异构体，请写出其中满足下列条件的所有同分异构体的结构简式．
①遇氯化铁溶液显紫色     ②苯环上有三个取代基   ③苯环上的一氯取代物只有两种．
17．对气体的转化与吸收的研究，有着实际意义．
（1）一定条件下，工业上可用CO或CO2与H2反应生成可再生能源甲醇，反应如下：
3H2+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.0kJ/mol   K1（Ⅰ）
2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）△H2=-90.8kJ/mol  K2（Ⅱ）
则CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的△H3-41.8kJ/mol和K3=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用K1和K2表示）
（2）在一定温度下，将0.2mol CO2和0.8mol H2充入容积为2L的密闭容器中合成CH2OH（g）．5min达到平衡时c（H2O）=0.025mol/L，则5min内v（H2）=0.015mol/（L•min）．下图图象正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是b．

若改变某一条件，达到新平衡后CO2的浓度增大，则下列说法正确的是cd．
a．逆反应速率一定增大b．平衡一定向逆反应方向移动c．平衡常数不变或减小d．CO2的物质的量可能减小
（3）反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行．实践证明反应体系中含少量的CO2有利于维持ZnO的量不变，原因是ZnO+CO?Zn+CO2，体系中有二氧化碳可以抑制Zn被还原（写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明；已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应）．
（4）实验室里C12可用NaOH溶液来吸收．室温下，若将一定量的C12缓缓通入0.2mol/L NaOH溶液中，恰好完全反应得溶液A，反应过程中水的电离程度变大（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），$\frac{c（Cl{O}^{-}）}{c（HClO）}$变小．溶液B为0.05mol/L的（NH4）2SO4溶液，则A、B两溶液中c（ClO-），c（Cl-），c（NH4+），c（SO42-）由大到小的顺序为c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（ClO-）＞c（SO42-）（已知：室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10-8，NH3•H2O的电离常数Kb=1.78×10-5）．
14．下列说法中正确的是（　　）
A．非金属元素原子组成的化合物不可能是离子化合物
B．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
C．同一主族元素组成的化合物一定是共价化合物
D．NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子层结构，1 mol NH5中含有4NA个N-H键（NA表示阿伏加德罗常数的值）
1．次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性．回答下列问题：
（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：H3PO2?H2PO2-+H+．
（2）NaH2PO2为正盐（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显弱碱性（填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”）．
（3）H3PO2的工业制法是：将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应．写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：2P4+3Ba（OH）2+6H2O=3Ba（H2PO2）2+2PH3↑；
（4）H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
①写出阳极的电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+．
②分析产品室可得到H3PO2的原因：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2．
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室．其缺点是产品中混有PO43-杂质，该杂质产生的原因是H2PO2-或H3PO2被氧化．
11．甲、乙两同学拟定用pH试纸验证醋酸是弱酸，方案分别是：
甲：①称取一定量的冰醋酸准确配制0.1mol/L的醋酸溶液100mL
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明醋酸是弱酸．
乙：①称取一定量的冰醋酸准确配制pH=1的醋酸溶液100mL；
②取醋酸溶液10mL，加水稀释为100mL；
③用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明醋酸是弱酸．
（1）两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是100mL容量瓶、托盘天平．
（2）简要说明pH试纸的使用方法：取一小段pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上，对照比色卡，读出溶液的pH．
（3）甲方案中，说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸溶液的pH＞1（选填“＞”“＜”“=”）；乙方案中，说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸溶液的pH＜2（选填“＞”“＜”“=”）．
（4）请你也提出一个用pH试纸来证明醋酸是弱酸的合理且容易进行的方案（可以不再叙述pH试纸的使用方法，但叙述中应包括实验方法、现象和结论）配制醋酸钠溶液，用pH试纸测溶液的pH，如果溶液pH大于7，即可证明醋酸是弱酸．
18．某实验小组以CO（NH2）2、氯气、30% NaOH溶液、NaHCO3固体制备水合肼（N2H4•H2O），并测定其含量，进行以下实验：
①制备NaClO溶液：将氯气通入30% NaOH（过量）溶液中，充分反应；
②制取水合肼：将CO（NH2）2固体加入三颈烧瓶中，①的溶液倒入分液漏斗中，控制反应温度，使溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应，加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集产品，实验装置如图1示．
③测定产品中水合肼的含量：称取馏分a g，加入适量的NaHCO3固体，加水配成250mL溶液，取出25.00mL，用b mol•L-1的I2溶液滴定，实验测得消耗I2溶液的平均值为c mL．（已知：N2H4•H2O+2I2═N2↑+4HI+H2O），回答下列问题：
（1）装置A的名称是冷凝管，其进水口为h（填“g”或“h”）；
（2）制备水合肼的原理是CO（NH2）2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl（用化学方程式表示）；
（3）滴定过程中，溶液的pH能保持在6.5左右的原因是NaHCO3会与滴定过程中产生的HI反应；
（4）I2溶液应置于如图2所示仪器甲（填“甲”或“乙”）中，滴定时所用的指示剂为淀粉，滴定终点的现象是溶液由无色变蓝色；
（5）产品中水合肼含量（质量分数）的表达式为$\frac{20bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%（要求表示出计算过程，不要写出计算结果）；
（6）滴定过程中，若滴定管在滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失，则测定结果将偏高（填“偏高”或“偏低”）．
9．NH4Fe（SO4）2•12H2O化学名称为铁铵矾是一种重要的无机化工产品，纯品是无色的晶体，在230℃失去结晶水．放置空气中表面变成浅棕色，在33℃时变为棕色．下列相关叙述正确的是（　　）
A．由硫酸铁溶液与硫酸铵溶液按一定比例混合后蒸发结晶而得
B．此溶液中与下列粒子可以大量共存：H+、SO42-、I-、C6H5OH
C．此溶液中离子浓度大小关系为：SO42-＞Fe3+＞H+＞OH-
D．将含0.1 molNH4Fe（SO4）2溶液中滴加0.1 molBa（OH）2，反应的离子方程式为：Fe3++2SO42-+2Ba2++3OH-=2BaSO4↓+Fe（OH）3↓
10．下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是（　　）
A．10℃20 mL 3mol/L的X溶液B．20℃30 mL 2molL的X溶液
C．20℃10 mL 4mol/L的X溶液D．10℃10 mL 2mol/L的X溶液

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