Question

7．实验室从含碘废液（除H₂O外，含有CCl₄、I₂、I^-等）中回收碘，其实验过程如下：

（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SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；该操作将I₂还原为I^-的 目的是使CCl₄中的碘进入水层．
（2）操作X的名称为分液．
（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含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）．实验必须控制在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）；
仪器a、b的名称分别为：a球形冷凝管、b锥形瓶；
仪器b中盛放的溶液为NaOH溶液．
（4）已知二氧化氯为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ClO₂氧化酸性含I^-废液以回收碘．
①写出ClO₂氧化I^-的离子方程式2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O；
②若处理含相同物质的量的I^-酸性废液以回收碘，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍．

Answer 1

分析 含碘废液含有CCl₄、I₂、I^-等，加入亚硫酸钠溶液还原碘单质为碘离子，分液得到溶液中通入氯气氧化碘离子为碘单质，富集碘元素，加入四氯化碳萃取分液后，蒸馏法得到碘单质，
（1）碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原生成碘；碘微溶于水，而碘离子易溶于水；
（2）分离互不相溶的液体采用分液的方法分离；
（3）碘易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小；氯气、碘蒸气都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质；
（4）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，结合原子守恒、电荷守恒、电子守恒配平书写离子方程式；
②每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，故为2.5倍．

解答 解：（1）碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原生成碘离子，离子反应方程式为SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；碘微溶于水，而碘离子易溶于水，为了使更多的I元素进入水溶液应将碘还原为碘离子；
故答案为：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；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采用分液的方法分离，所以分离出四氯化碳采用分液的方法；
故答案为：分液；
（3）碘易升华，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；仪器a、b的名称分别为 球形冷凝管、锥形瓶，氯气、碘蒸气都有毒，不能直接排空，且都能和氢氧化钠溶液反应生成无毒物质，所以用NaOH溶液吸收氯气和碘蒸气，
故答案为：使氯气在溶液中有较大的溶解度（或防止碘升华或防止碘进一步被氧化）； 球形冷凝管、锥形瓶；NaOH溶液；
（4）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，
故答案为：2 ClO₂+10 I^-+8H⁺=5 I₂+2 Cl^-+4H₂O；
②由氧化还原反应电子守恒，每摩尔Cl₂得到2mol电子，而每摩尔ClO₂得到5mol电子，则所需Cl₂的物质的量是ClO₂的2.5倍，
故答案为：2.5．

点评 本题考查了有关SO₂和NO_x的知识，分析利用题干信息，明确物质的性质是解本题关键，根据物质的特殊性质、混合物分离和提纯方法的选取等方面来分析解答，知道碘的检验方法，题目难度中等．