3.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)過程如圖:

(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SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-;該操作將I2還原為I-的目的是使四氯化碳中的碘進(jìn)入水層.
(2)操作X的名稱為分液.
(3)氧化時,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40℃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);儀器a、b的名稱分別為:a冷凝管、b錐形瓶;
儀器b中盛放的溶液為NaOH溶液.
(4)已知:5SO32-+2IO3-+2H+═I2+5SO42-+H2O.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(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I-、IO3-的實(shí)驗(yàn)方案(實(shí)驗(yàn)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(yàn)不出有碘單質(zhì)存在;②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(lán)色,說明廢水中含有I-,否則不含I-
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(lán)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(xiàn)用ClO2氧化酸性含I-廢液回收碘.
①完成ClO2氧化I-的離子方程式:□ClO2+□I-+□8H+═□I2+□Cl-+□4H2O
②若處理含I-相同量的廢液回收碘,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍.

分析 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(qiáng)氧化劑氯氣氧化碘離子,最后通過物量方法進(jìn)行收集碘單質(zhì),達(dá)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,自身被還原生成碘;碘不容易溶于水,但碘離子易溶于水;
(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;依據(jù)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(yīng)生成無毒物質(zhì);
(4)碘離子具有還原性,能被氧化劑氧化生成碘,碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色;
(5)①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(zhì),二氧化氯被還原為氯離子,結(jié)合原子守恒、電荷守恒、電子守恒配平書寫離子方程式;
②每摩爾Cl2得到2mol電子,而每摩爾ClO2得到5mol電子,故為2.5倍.

解答 解:(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(jìn)入水溶液應(yīng)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(jìn)入水層;
(2)四氯化碳屬于有機(jī)物,水屬于無機(jī)物,二者不互溶,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),儀器a、b的名稱分別為冷凝管、錐形瓶,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,
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);冷凝管、錐形瓶;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(lán)色,所以其檢驗(yàn)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(lán)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(lán)色,說明廢水中含有I-,否則不含I-;
(5)①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(zhì),二氧化氯被還原為氯離子,ClO2~Cl-~5e-,2I-~I(xiàn)2~2e-,
反應(yīng)的離子方程式為:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,
故答案為:2、10、8H+、5、2、4H2O;
②依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計算,每摩爾Cl2得到2mol電子,而每摩爾ClO2得到5mol電子,則所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍,故答案為:2.5;

點(diǎn)評 本題以物質(zhì)的制備為載體考查了氧化還原反應(yīng)、離子的檢驗(yàn)、物質(zhì)的分離和提純,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.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.碳碳雙鍵在酸性高錳酸鉀溶液中發(fā)生斷鍵氧化過程:$\stackrel{KMnO_{4}(H+)}{→}$+
完成下列填空:
(1)月桂烯是一種常見香料,其結(jié)構(gòu)如圖所示
①月桂烯與等物質(zhì)的量的Br2發(fā)生加成反應(yīng),可以得到4種產(chǎn)物.
②月桂烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)時可生成多種有機(jī)產(chǎn)物,其中碳原子數(shù)最多的一種產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為
③金剛烷(見圖)是月桂烯的一種同分異構(gòu)體,其一氯代物有2種.
(2)烴X在酸性高錳酸鉀溶液中生成等物質(zhì)的量的丙酮(CH3COCH3)與羧酸Y(C5H10O2),且Y中僅含兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則Y的結(jié)構(gòu)簡式是(CH33CCOOH,X的系統(tǒng)命名為2,4,4-三甲基-2-戊烯.
(3)化學(xué)式為C8H12的烴Z,在酸性高錳酸鉀溶液中生成CH3COCH2COOH,寫出Z可能的結(jié)構(gòu)簡式:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列說法不正確的是( 。
A.鋁及其合金使用廣泛,是因?yàn)殇X比鐵更耐酸、堿的腐蝕
B.通過紅外光譜分析可以區(qū)分乙醇與乙酸乙酯
C.大部分金屬的冶煉都是通過在高溫下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的
D.通常所說的三大合成材料是指塑料、合成橡膠和合成纖維

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.25℃時,下列有關(guān)0.10mol/L Na2SO3溶液(忽略溶液體積變化及被空氣氧化)的敘述正確的是( 。
A.與漂白粉溶液反應(yīng)的離子方程式:Ca2++SO32-=CaSO3
B.通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(Cl-
C.加入NaOH固體可使溶液中水的電離程度增大
D.通入SO2至過量:c(Na+)=2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.生活處處有化學(xué).下列說法正確的是( 。
A.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的飽和酯類
B.制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼是合金
C.做衣服的棉和麻均與淀粉互為同分異構(gòu)體
D.磨豆?jié){的大豆富含蛋白質(zhì),豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變成了氨基酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列不正確的是( 。
A.CH3COONa溶液中加入少量KCl固體后的堿性溶液一定有:c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+
B.同濃度的CH3COONa和NaClO混合液中各離子濃度大小關(guān)系是:c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+
C.常溫下,在10mL pH=12的氫氧化鈉溶液中加入pH=2的HA至pH剛好等于7,所得溶液體積V(總)≤20mL(忽略溶液體積變化)
D.某溫度下,pH=11的NH3•H2O和pH=1的鹽酸等體積混合后恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后的溶液中NH4+、NH3•H2O與NH3三種微粒的平衡濃度之和為0.05 mol•L-1(忽略溶液體積變化)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.(1)在425℃、A12O3作催化劑,甲醇與氨氣反應(yīng)可以制得二甲胺(CH32NH.二甲胺顯弱堿性,與鹽酸反應(yīng)生成(CH32NH2Cl,溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Cl-)>c[(CH32NH2+]>c(H+)>c(OH-).
(2)甲醇合成二甲基甲酰胺的熱化學(xué)方程式為:
2CH3OH(l)+NH3(g)+CO(g)?(CH32NCHO(l)+2H2O(l)△H,若該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則△H<0 (填“>”、“<”或“=“).
(3)以甲醇為主要原料,電化學(xué)合成碳酸二甲酯工作原理如圖所示.
電源負(fù)極為B(填“A”或“B“),寫出陽極的電極反應(yīng)式2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.將0.1mol兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體,完全燃燒后得到3.36L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)和3.6g水,下列說法正確的是(  )
A.一定有甲烷B.一定有乙烯C.一定沒有甲烷D.可能有乙烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會對環(huán)境造成嚴(yán)重影響.對燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的.
(1)脫硝.利用甲烷催化還原NOx
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ/mol
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ/mol.
(2)脫碳.將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①取五份等體積的CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖1所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)熱△H3<0(填“>”、“<”或“=”),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c(C{H_3}OH)•c({H_2}O)}}{{c(C{O_2})•{c^3}({H_2})}}$.
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng).測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.試回答:0~10min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為0.225mol/(L•min)第10min后,若向該容器中再充入1mol CO2和3mol H2,則再次達(dá)到平衡時CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)變大(填“變大”、“減少”或“不變”).
(3)脫硫.
①有學(xué)者想利用如圖3所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料,A、B是惰性電極.則電子流出的電極為A(用A或B表示),A極的電極反應(yīng)式SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+
②某種脫硫工藝中將廢氣處理后,與一定量的氨氣、空氣反應(yīng),生成硫酸銨和硝酸銨的混合物,可作為化肥.硫酸銨和硝酸銨的水溶液pH<7,其原因用離子方程式表示為NH4++H2O?NH3.H2O+H+;常溫下,向一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的氨水溶液,使溶液中的NO3-和NH4+的物質(zhì)的量濃度相等,則溶液的pH=7(填寫“>”“=”或“<”).

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