题目内容

【题目】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,其流程如下:

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.5SO32-+2IO3-+2H+=I2+5SO42-+H2O;

Ⅳ.I2在碱性溶液中反应生成I-和IO3-。

(1)反应①的离子方程式_________________________________________。

(2)方案甲中,根据I2的特性,分离操作X的名称是________________。

(3)已知:反应②中每吸收3molI2转移5mol电子,其离子方程式是_______________。

(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_______________。

(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._____________________________________________________________。

(6)某学生计划用12 mol·L-1的浓盐酸配制0.10 mol·L-1的稀盐酸450 mL。回答下列问题:实验过程中,不必使用的是________(填字母)。

A.托盘天平 B.量筒 C.容量瓶 D.250 mL烧杯 E.胶头滴管 F. 500 mL试剂瓶

(7)除上述仪器中可使用的以外,还缺少的仪器是______;在该实验中的用途是________________。

(8)量取浓盐酸的体积为______ mL,应选用的量筒规格为________。

(9)配制时应选用的容量瓶规格为______________。

【答案】2NO2-+2 I-+4H+ =I2+2NO+2H2O升华(或加热)、冷凝结晶(无冷凝结晶不扣分)3I2+3CO32-=5I-+IO3-+3CO2 (或3I2+6CO32-+3H2O=5I-+IO3-+6HCO3-)氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化I2(或亚硝酸钠仅能把碘离子氧化成碘单质,意思对即可)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-;另从水层中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-A玻璃棒稀释浓盐酸时起搅拌作用,使溶液混合均匀;将烧杯中稀释的溶液转移到容量瓶中时起引流作用4.210 mL500 mL

【解析】

(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-+2I-+4H+ =I2+2NO+2H2O;正确答案:2NO2-+2 I-+4H+ =I2+2NO+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;因此,本题正确答案是:升华或加热、冷凝结晶。

(3)反应②中每吸收3molI2转移5mol电子,说明生成I-、IO3-,则该离子方程式为: 3I2+3CO32-=5I-+IO3-+3CO2 (或3I2+6CO32-+3H2O=5I-+IO3-+6HCO3-);正确答案:3I2+3CO32-=5I-+IO3-+3CO2 (或3I2+6CO32-+3H2O=5I-+IO3-+6HCO3-)。

(4)氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化碘单质,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碘离子,选择了价格较高的亚硝酸钠;因此,本题正确答案是:氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化I2(或亚硝酸钠仅能把碘离子氧化成碘单质,意思对即可)。

(5)检验滤液中的碘离子、碘酸根离子,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- ;正确答案: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-;另从水层中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- 。

(6)用浓溶液配制稀溶液时,应选用量筒而不用托盘天平;正确答案:A。

(7)配制一定浓度的稀盐酸溶液,通过(6)可知,还缺少的仪器是玻璃棒,其在稀释浓盐酸时起搅拌作用,使溶液混合均匀;将烧杯中稀释的溶液转移到容量瓶中时起引流作用;正确答案:玻璃棒;稀释浓盐酸时起搅拌作用,使溶液混合均匀;将烧杯中稀释的溶液转移到容量瓶中时起引流作用。

(8)设量取浓盐酸的体积为V mL,根据稀释前后HCl物质的量守恒建立关系式:12 mol·L-1×V×10-3=0.10 mol·L-1×500 ×10-3,V≈4.2 mL;根据量筒的规格选取10 mL量筒;正确答案:4.2 ,10 mL。

(9)配制稀盐酸450 mL,由于没有此种规格的容量瓶,所以用500 mL的容量瓶;正确答案:500 mL。

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