Question

13．從海水中可以提取很多有用的物質(zhì)，例如從海水制鹽所得到的鹵水中可以提取碘．活性炭吸附法是工業(yè)提碘的方法之一，其流程如圖：
資料顯示：Ⅰ．pH=2時(shí)，NaNO₂溶液只能將 I^-氧化為I₂，同時(shí)生成NO
Ⅱ．I₂+5Cl₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl
Ⅲ.5SO₃^2-+2IO₃^-+2H⁺═I₂+5SO₄^2-+H₂O
（1）反應(yīng)①的離子方程式2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O．
（2）方案甲中，根據(jù)I₂的特性，分離操作X的方法是升華或加熱、冷凝結(jié)晶．
（3）已知：反應(yīng)②中每吸收3mol I₂轉(zhuǎn)移5mol電子，離子方程式是3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-．
（4）Cl₂、酸性KMnO₄等都是常用的強(qiáng)氧化劑，但該工藝中氧化鹵水中的I^-卻選擇了價(jià)格較高的NaNO₂，原因是氯氣、酸性高錳酸鉀等都是常用的強(qiáng)氧化劑，會(huì)繼續(xù)氧化I₂．
（5）方案乙中，已知反應(yīng)③過(guò)濾后，濾液中仍存在少量的I₂、I^-、IO₃^-．請(qǐng)分別檢驗(yàn)濾液中的I^-、IO₃^-，將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整．
實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀H₂SO₄、淀粉溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、Na₂SO₃溶液
a．濾液用CCl₄多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出碘單質(zhì)存在．
b．從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有I^-；另取從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有IO₃^-．

Answer 1

分析 pH=2時(shí)，鹵亞硝酸鈉具有氧化性，碘離子具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)①2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O，用活性炭吸附生成的碘單質(zhì)，通過(guò)方案甲低溫干燥，升華或加熱、冷凝結(jié)晶可得粗碘；通過(guò)方案乙，用濃碳酸鈉溶液吸收碘單質(zhì)，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，據(jù)此分析可得．

解答 解：（1）亞硝酸鈉具有氧化性，碘離子具有還原性，酸性條件下二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮和碘和水，離子反應(yīng)方程式為2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
故答案為：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
（2）碘易升華，方案甲中，分離操作X為升華或加熱、冷凝結(jié)晶；
故答案為：升華或加熱、冷凝結(jié)晶；
（3）反應(yīng)②中每吸收3mol I₂轉(zhuǎn)移5mol電子，說(shuō)明生成I^-、IO₃^-，則該離子方程式為：3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-；
故答案為：3I₂+3CO₃^2-=5I^-+IO₃^-+3CO₂或3I₂+6CO₃^2-+3H₂O=5I^-+IO₃^-+6HCO₃^-；
（4）氯氣、酸性高錳酸鉀等都是常用的強(qiáng)氧化劑，會(huì)繼續(xù)氧化I₂，而亞硝酸鈉僅能把碘離子氧化為碘單質(zhì)，故該工藝中氧化鹵水中的I^-選擇了價(jià)格較高的NaNO₂；
故答案為：氯氣、酸性高錳酸鉀等都是常用的強(qiáng)氧化劑，會(huì)繼續(xù)氧化I₂；
（5）檢驗(yàn)濾液中的I^-、IO₃^-，利用碘離子被氧化生成碘單質(zhì)檢驗(yàn)，碘酸根離子被還原生成碘單質(zhì)檢驗(yàn)，方法為：從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有I^-，
另取從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有IO₃^-；
故答案為：從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，滴加Fe₂（SO₄）₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有I^-；另取從水層取少量溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，振蕩，溶液變藍(lán)，說(shuō)明濾液中含有IO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了碘單質(zhì)的提取和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，涉及化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，氧化還原反應(yīng)，資源利用等知識(shí)，掌握物質(zhì)性質(zhì)及題目信息的利用是關(guān)鍵，題目難度中等．