题目内容

12.实验室从含碘废液(含有H2O、CCl4、I2、I-等)中回收碘,操作过程如下:

(1)向废液中加入Na2SO3 溶液,发生“还原”反应的离子方程式为SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+
(2)“氧化”操作在三颈烧瓶中进行(如图一),将溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2.实验用水浴控制在40℃左右的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I2升华或防止I2进一步被氧化).
(3)某研究小组用图二装置对Cl2与KI溶液的反应进行探究,发现通入Cl2一段时间后,KI溶液变为黄色,继续通入Cl2,则溶液黄色变浅,最后变为无色.研究小组对所得无色溶液中碘元素的存在形态提出了以下假设:
假设一:没有I2形态;假设二:没有I-形态;假设三:有IO3-形态.
①请设计实验证明假设一成立(试剂自选).
实验操作预期现象结论
假设一成立
②若假设三成立,请写出生成IO3-的离子方程式I2+5Cl2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+
(4)该研究小组还进行了对加碘盐中KIO3含量测定的如下实验:
①准确称取加碘盐m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的KI,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250.00mL待测溶液.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉试液,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,重复3次,测得平均值为V mL.
已知:IO3-+5I-+6H+=3H2O+3I2,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-.测定时,判断达到滴定终点的现象为溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色.由测定数据可求得该样品中含KIO3的质量分数为$\frac{21.4CV}{6m}$%(用含m、c、V的代数式表示,Mr(KIO3)=214  ).
②在滴定操作正确无误的情况下,用此种测定方法测得的结果往往偏高,其原因是受空气的影响,请用离子方程式表示产生这一影响的原因4I-+O2+4H+=2I2+2H2O.

分析 (1)亚硫酸根离子具有强的还原性能够还原单质碘;
(2)温度越高,氯气溶解度越小;
(3)①单质遇到淀粉变蓝色;
②若生成碘酸根离子,则发生氯气氧化碘的反应,依据得失电子守恒、原子个数守恒写出反应方程式;
(4)①反应结束时,碘反应完全,滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点;
根据关系式IO3-~3I2~6S2O32-进行计算;
②实验测得结果偏高,说明滴定消耗的Na2S2O3标准液体积偏高,溶液中碘的含量偏高,应是生成的碘离子被氧气氧化为碘所致.

解答 解:(1)亚硫酸根离子与碘发生氧化还原反应,离子方程式:SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+
故答案为:SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+
(2)温度越高,氯气溶解度越小,为增加氯气溶解的量,应控制在低温条件下,
故答案为: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);
(3)①碘单质遇到淀粉变蓝色,所以向所得无色溶液中加入淀粉试液,若不变蓝色,说明不存在碘;
故答案为:

实验操作预期现象
取所得无色溶液,向其中加入淀粉试液溶液不变蓝
②若假设三成立,则氯气氧化碘单质生成碘酸根离子,本身被还原为氯离子,依据得失电子守恒规律、原子个数守恒规律,该反应的离子方程式:I2+5Cl2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+
故答案为:I2+5Cl2+6H2O=10Cl-+2IO3-+12H+
(4)①碘遇淀粉变蓝色,反应结束时,碘反应完全,滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点;
令样品中IO3-的质量分数为a,则:
KIO3~3I2~6S2O32-
214        6
ma         CV×10-3
解得:a=$\frac{21.4CV}{6m}$%;
故答案为:溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;=$\frac{21.4CV}{6m}$%;
②实验测得结果偏高,说明滴定消耗的Na2S2O3标准液体积偏高,溶液中碘的含量偏高,应是生成的碘离子被氧气氧化为碘,同时生成水,反应离子方程式为4I-+O2+4H+=2I2+2H2O,
故答案为:4I-+O2+4H+=2I2+2H2O;

点评 本题考查了氧化还原反应方程式书写、氧化还原滴定,熟悉氧化还原反应规律及物质的性质是解题关键,题目难度中等.

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