Question

13．从海水中可以提取很多有用的物质，例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘．活性炭吸附法是工业提碘的方法之一，其流程如图：
资料显示：Ⅰ．pH=2时，NaNO₂溶液只能将 I^-氧化为I₂，同时生成NO
Ⅱ．I₂+5Cl₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl
Ⅲ.5SO₃^2-+2IO₃^-+2H⁺═I₂+5SO₄^2-+H₂O
（1）反应①的离子方程式2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O．
（2）方案甲中，根据I₂的特性，分离操作X的方法是升华或加热、冷凝结晶．
（3）已知：反应②中每吸收3mol I₂转移5mol电子，离子方程式是3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-．
（4）Cl₂、酸性KMnO₄等都是常用的强氧化剂，但该工艺中氧化卤水中的I^-却选择了价格较高的NaNO₂，原因是氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，会继续氧化I₂．
（5）方案乙中，已知反应③过滤后，滤液中仍存在少量的I₂、I^-、IO₃^-．请分别检验滤液中的I^-、IO₃^-，将实验方案补充完整．
实验中可供选择的试剂：稀H₂SO₄、淀粉溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、Na₂SO₃溶液
a．滤液用CCl₄多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在．
b．从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有I^-；另取从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-．

Answer 1

分析 pH=2时，卤亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，二者发生氧化还原反应①2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O，用活性炭吸附生成的碘单质，通过方案甲低温干燥，升华或加热、冷凝结晶可得粗碘；通过方案乙，用浓碳酸钠溶液吸收碘单质，3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-，再加入稀硫酸，氧化KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，可得粗碘，据此分析可得．

解答 解：（1）亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，酸性条件下二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水，离子反应方程式为2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
故答案为：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
（2）碘易升华，方案甲中，分离操作X为升华或加热、冷凝结晶；
故答案为：升华或加热、冷凝结晶；
（3）反应②中每吸收3mol I₂转移5mol电子，说明生成I^-、IO₃^-，则该离子方程式为：3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-；
故答案为：3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-；
（4）氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，会继续氧化I₂，而亚硝酸钠仅能把碘离子氧化为碘单质，故该工艺中氧化卤水中的I^-选择了价格较高的NaNO₂；
故答案为：氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，会继续氧化I₂；
（5）检验滤液中的I^-、IO₃^-，利用碘离子被氧化生成碘单质检验，碘酸根离子被还原生成碘单质检验，方法为：从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有I^-，
另取从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-；
故答案为：从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有I^-；另取从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-．

点评 本题考查了碘单质的提取和实验设计，涉及化学方程式的书写，氧化还原反应，资源利用等知识，掌握物质性质及题目信息的利用是关键，题目难度中等．