Question

【題目】實驗室從含碘廢液（除H2O外，含有CCl4、I2、等）中回收碘，實驗過程如下：

（1）向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式為_______；該操作將I2還原為I－的目的是___________________。

（2）操作的名稱為__________。

（3）氧化時，在三頸瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40℃左右反應（實驗裝置如圖所示）。實驗控制在較低溫度下進行的原因是__________________；儀器a的名稱為________；儀器b中盛放的溶液為__________。

（4）已知：；某含碘廢水（pH約為8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3－中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘廢水中是否含有I－、IO3－的實驗方案（實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液）。

①取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質存在；

②_______________________________________________________________________________；

③另從水層中取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加鹽酸酸化后，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍說明廢水中含有IO3－；否則說明廢水中不含有IO3－。

（5）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑和水處理劑。現用ClO2氧化酸性含廢液回收碘。完成ClO2氧化I－的離子方程式：________________________________。

（6）“碘量法”是一種測定S2－含量的有效方法。立德粉ZnS·BaSO4是一種常用的白色顏料，制備過程中會加入可溶性的BaS，現用“碘量法”來測定立德粉樣品中S2－的含量。稱取m g樣品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 mol/L 的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密閉，置暗處反應5min，有單質硫析出。以淀粉為指示劑，過量的I2用0.1000 mol/L Na2S2O3 滴定，反應式為I2 + 2S2O32－=2I－+ S4O62－。測定消耗Na2S2O3溶液體積V mL。立德粉樣品S2－含量為__________（寫出表達式）

Answer 1

【答案】SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42- 使CCl4中的碘進入水層 分液 使氯氣在溶液中有較大的溶解度 球形冷凝管 NaOH溶液 從水層中取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加氯化鐵溶液，若溶液變藍色，說明廢水中含I-，否則不含I- 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O ×100%

【解析】

往含碘廢液中加入亞硫酸鈉，將廢液中的I2還原為I-，四氯化碳的密度比水大，在下層，用分液的方法分離，然后在上層清液中加強氧化劑氯氣氧化碘離子，最后通過物理方法進行收集碘單質，達到分離提純的目的。

(1)碘具有氧化性，能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，自身被還原生成I-；碘微溶于水，但碘離子易溶于水；

(2)四氯化碳不溶于水；

(3)碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減小；依據儀器形狀和作用分析回答儀器名稱，氯氣、碘蒸氣都能和氫氧化鈉溶液反應；

(4)碘離子具有還原性，能被氧化劑氧化生成碘，碘單質遇到淀粉變藍色；

(5)用ClO2氧化酸性含I-廢液回收碘，是二氧化氯在酸溶液中氧化碘離子生成碘單質，二氧化氯被還原為氯離子；

(6)根據轉移電子守恒知關系式S2-～I2，結合I2 +2S2O32－=2I－+ S4O62－，根據與Na2S2O3反應消耗的n(I2)，計算出與硫離子反應的碘，從而求出S2－的物質的量，最后計算樣品中S2－含量。

(1)碘具有氧化性，能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，自身被還原生成碘離子，離子反應方程式為SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；碘微溶于水，而碘離子易溶于水，為了使更多的I元素進入水溶液應將碘還原為碘離子，故答案為：SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；使四氯化碳中的碘進入水層；

(2)四氯化碳屬于有機物，水屬于無機物，二者不互溶，分離互不相溶的液體混合物采用分液的方法，所以分離出四氯化碳采用分液的方法，故答案為：分液；

(3)碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減小，溫度越高，氯氣的溶解度越小，反應越不充分，所以應該在低溫條件下進行反應；根據圖示，儀器a為球形冷凝管；氯氣、碘蒸氣都有毒，不能直接排空，二者都能和氫氧化鈉溶液反應而被吸收，所以用NaOH溶液吸收尾氣，故答案為：使氯氣在溶液中有較大的溶解度；球形冷凝管；NaOH溶液；

(4)碘離子具有還原性，能被氧化劑氧化生成碘，碘酸根離子具有氧化性，能被還原劑還原生成碘，碘遇淀粉試液變藍色，所以其檢驗方法為：從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，若溶液變藍色，說明廢水中含有I-，否則不含I-，故答案為：從水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍色，說明廢水中含有I-，否則不含I-；

(5)用ClO2氧化酸性含I-廢液回收碘，二氧化氯在酸溶液中氧化碘離子生成碘單質，二氧化氯被還原為氯離子，反應的離子方程式為：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，故答案為： 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O；

(6)與Na2S2O3反應消耗的n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.1000molL-1×V×10-3 L=×0.1000×V×10-3 mol，則與硫離子反應的n(I2)=25×10-3 L×0.1000molL-1-×0.1000×V×10-3 mol=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol，根據轉移電子守恒知關系式S2-～I2，所以n(S2-)=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol，m(S2-)=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol×32g/mol，其質量分數=×100%=×100%，故答案為：×100%。