题目内容

【题目】实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I- 等)中回收碘,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___________;该操作将I2还原为I-的目的是________。

(2)操作X的名称为__________。

(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40℃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________;仪器a的名称为__________;仪器b中盛放的溶液为________。

(4)已知:;某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)。

①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;

②______________________;

③另从水层中取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加盐酸酸化后,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝说明废水中含有IO3-;否则说明废水中不含有IO3-。

(5)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用氧化酸性含废液回收碘。完成ClO2氧化I-的离子方程式:_____ClO2+ ____I-+_______=_____+_____Cl-+(_________)________。

(6)“碘量法”是一种测定S2-含量的有效方法。立德粉ZnS·BaSO4是一种常用的白色颜料,制备过程中会加入可溶性的BaS,现用“碘量法”来测定立德粉样品中S2-的含量。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL 0.1000mol/L 的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/L Na2S2O3 滴定,反应式为。测定消耗Na2S2O3溶液体积V mL。立德粉样品S2-含量为__________(写出表达式)

【答案】 使CCl4中的碘进入水层 分液 使氯气在溶液中有较大的溶解度 球形冷凝管 NaOH溶液 水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴入FeCl3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I- 2 10 8H+ 5 2 4 H2O

【解析】

(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原为碘离子,离子反应方程式为SO32-+ I2 + H2O = 2I-+ SO42-+ 2H+;碘微溶于水,而碘离子易溶于水,为了使更多的碘元素进入水溶液中应该将碘还原为碘离子,使CCl4中的碘进入水层;

(2)四氯化碳属于有机物,水属于无机物,二者不互溶,分离互不相溶的液体,用分液的方法;

(3)碘容易升华,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,氯气和碘蒸气都有毒,不能直接排入空气,且都能与氢氧化钠溶液反应生成无毒物质;仪器a的名称为球形冷凝管;仪器b中盛放的溶液为NaOH溶液,吸收末反应的氯气;

(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘酸根离子具有氧化性,能被还原剂还原生成碘,碘遇淀粉试液变蓝色,所以其检验方法为:从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I-;另从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,5SO32-+2 IO3-+2H+=I2+5SO42-+H2O,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3-,否则不含IO3-;

(5)①用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘,是二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质,二氧化氯被还原为氯离子,ClO2~Cl-~5e-,2I-~I2~2e-,反应的离子方程式为:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O;

(6)根据化合价升降相等列关系式,设硫离子物质的量为n mol,则

S2-~~~~~~~~~I2       2S2O32-~~~~~~~~~~~ I2

1   1     2    1

n mol n mol 0.1V×10-3mol ×0.1V×10-3mol

n+×0.1V×10-3mol=25×0.1V×10-3mol,得n=(25-V)×0.1V×10-3mol;

则样品中硫离子含量为:=。

练习册系列答案
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【题目】二氧化氯(ClO2)是一种新型消毒剂,可用氯酸钠(NaClO3)为原料制备。

(1)隔膜电解法制备ClO2的装置示意图如下:

已知:ClO2在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中不能稳定存在。

①产生O2的电极反应式:________。

②结合反应方程式,简述ClO2的产生过程:_________。

(2)过氧化氢还原法制备ClO2:研究发现Cl-对上述反应有影响,实验记录如下:

加入NaCl

的浓度/(g·L1)

ClO2的生成速率/(g·L-1·min-1)

相同时间

10 min

30 min

60 min

ClO2

产率/%

Cl2

的量

0

0.0035

0.0124

0.0159

97.12

极微量

1.00

0.0138

0.0162

0.0163

98.79

极微量

①NaCl的主要作用是_______。

②上述反应可能的过程如下:

反应i: + + +

反应ii: Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2↑ + 2H+

将反应i填写完整_________。

③进一步研究发现,未添加Cl-时,体系中首先会发生反应生成Cl-,反应为:ClO3- + 3H2O2 = Cl- + 3O2↑+3H2O(反应iii)。分析反应i、ii、iii的速率大小关系并简要说明理由:_________。

(3)国家规定,饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8 mg·L-1,检测步骤如下:

Ⅰ.取1.0L的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,使ClO2转化为。加入淀粉溶液,溶液变蓝。

Ⅱ.用0.0010 mol/LNa2S2O3溶液滴定步骤I中产生的I2。已知:步骤II中发生反应的离子方程式是

①步骤I中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。

②当步骤II中出现________(填现象)时,停止滴加Na2S2O3溶液,记录其体积为10.00 mL。

③上述水样中ClO2的残留浓度是______mg·L-1。

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