Question

6．I．實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液（除H₂O外，含有CCl₄、I₂、I^-等）中回收碘，其實(shí)驗(yàn)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SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；該操作將I₂還原為I^-的目的是使CCl₄中的碘進(jìn)入水層．
（2）操作X的名稱為分液．
（3）氧化時(shí)，在三頸瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂，在40⁰C左右反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示）．實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是使氯氣在溶液中有較大的溶解度（或防止碘升華或防止碘進(jìn)一步被氧化）；錐形瓶里盛放的溶液為NaOH溶液．
Ⅱ．用化學(xué)方法測(cè)定微量碘化物時(shí)，必須利用“化學(xué)放大”反應(yīng)將碘的量“放大”，然后再進(jìn)行測(cè)定．下面是“化學(xué)放大”反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：
①向含微量I^-并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，將I^-完全氧化成IO₃^-，煮沸去掉過量的Br₂；
②向由①制得的水溶液中加入過量的酸性KI溶液，振蕩使反應(yīng)進(jìn)行完全；
③在②得到的水溶液中加入足量的CCl₄，振蕩，把生成的I₂從水溶液里全部轉(zhuǎn)移到CCl₄ 中，用分液漏斗分液去掉水層；
④向③得到的CCl₄層加入肼（即聯(lián)氨H₂N-NH₂）的水溶液，振蕩，使I₂完全以I^-形式從CCl₄層進(jìn)入水層，用分液漏斗分液去掉CCl₄層．
經(jīng)過以上四步得到的水溶液里，含有通過反應(yīng)而“放大”了的碘，請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出步驟②的離子方程式，并標(biāo)出下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：．
（2）若忽略實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的損失，經(jīng)過一次“化學(xué)放大”的溶液里，I^-的量是原溶液里I^-的量的6倍．經(jīng)過n次“化學(xué)放大”的溶液里，I^-的量是原溶液里的量的6ⁿ倍．

Answer 1

分析 I．碘廢液加亞硫酸鈉溶液，把單質(zhì)碘還原為I^-，四氯化碳難溶于水，會(huì)分層，則分液即可得到四氯化碳，剩余的溶液中加氯氣氧化I^-得到I₂，富集，最后得到較純的I₂；
（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；碘微溶于水，而碘離子易溶于水；
（2）分離互不相溶的液體采用分液的方法分離；
（3）碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減��；氯氣、碘蒸氣都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成無毒物質(zhì)．
II．（1）在酸性條件下，I^-與IO₃^-反應(yīng)生成I₂和水，I^-失電子，IO₃^-得電子，據(jù)此分析；
（2）①第一步：I^-+3Br₂+3H₂O=6Br^-+IO₃^-+6H⁺；
②第二步：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
④第四步：N₂H₄+2I₂=4I^-+N₂↑+4H⁺；
根據(jù)反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量關(guān)系判斷．

解答 解：I．碘廢液加亞硫酸鈉溶液，把單質(zhì)碘還原為I^-，四氯化碳難溶于水，會(huì)分層，則分液即可得到四氯化碳，剩余的溶液中加氯氣氧化I^-得到I₂，富集，最后得到較純的I₂；
（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(yīng)方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；
碘微溶于水，而碘離子易溶于水，為了使更多的I元素進(jìn)入水溶液應(yīng)將碘還原為碘離子；
故答案為：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+2H⁺+SO₄^2-；使CCl₄中的碘進(jìn)入水層；
（2）四氯化碳難溶于水，二者會(huì)分層，分離互不相溶的液體采用分液的方法分離，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(yīng)越不充分，所以應(yīng)該在低溫條件下進(jìn)行反應(yīng)；氯氣、碘蒸氣都有毒，不能直接排空，且都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成無毒物質(zhì)，所以用NaOH溶液吸收氯氣和碘蒸氣，
故答案為：使氯氣在溶液中有較大的溶解度（或防止碘升華或防止碘進(jìn)一步被氧化）；NaOH溶液．
II．（1）在酸性條件下，I^-與IO₃^-反應(yīng)生成I₂和水，I^-失電子，IO₃^-得電子，反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，故答案為：；
（2）①第一步：I^-+3Br₂+3H₂O=6Br^-+IO₃^-+6H⁺；
②第二步：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
④第四步：N₂H₄+2I₂=4I^-+N₂↑+4H⁺；
因此從以上方程式和分析可得關(guān)系式：I^-～I(xiàn)O₃^-～3I₂～6I^-
                               1mol           6mol
則經(jīng)過一次“化學(xué)放大”的溶液里，I^-的量是原溶液里I^-的量的6倍，
若再經(jīng)過一次“化學(xué)放大”，I^-～I(xiàn)O₃^-～3I₂～6I^-
                        6mol         36mol
則經(jīng)過兩次“化學(xué)放大”的溶液里，I^-的量是原溶液里I^-的量的36倍，
所以經(jīng)過n次“化學(xué)放大”的溶液里，I^-的量是原溶液里的量的6ⁿ倍；
故答案為：6；6ⁿ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的分離提純實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)、混合物分離和提純方法的選取等方面來分析解答，知道碘的檢驗(yàn)方法，題目難度中等．