Question

【题目】实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、等）中回收碘，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_______；该操作将I2还原为I－的目的是___________________。

（2）操作的名称为__________。

（3）氧化时，在三颈瓶中将含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）。实验控制在较低温度下进行的原因是__________________；仪器a的名称为________；仪器b中盛放的溶液为__________。

（4）已知：；某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3－中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3－的实验方案（实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液）。

①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；

②_______________________________________________________________________________；

③另从水层中取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加盐酸酸化后，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝说明废水中含有IO3－；否则说明废水中不含有IO3－。

（5）二氧化氯（ClO2，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氧化酸性含废液回收碘。完成ClO2氧化I－的离子方程式：________________________________。

（6）“碘量法”是一种测定S2－含量的有效方法。立德粉ZnS·BaSO4是一种常用的白色颜料，制备过程中会加入可溶性的BaS，现用“碘量法”来测定立德粉样品中S2－的含量。称取m g样品，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，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000 mol/L Na2S2O3 滴定，反应式为I2 + 2S2O32－=2I－+ S4O62－。测定消耗Na2S2O3溶液体积V mL。立德粉样品S2－含量为__________（写出表达式）

Answer 1

【答案】SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42- 使CCl4中的碘进入水层 分液 使氯气在溶液中有较大的溶解度 球形冷凝管 NaOH溶液 从水层中取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴加氯化铁溶液，若溶液变蓝色，说明废水中含I-，否则不含I- 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O ×100%

【解析】

往含碘废液中加入亚硫酸钠，将废液中的I2还原为I-，四氯化碳的密度比水大，在下层，用分液的方法分离，然后在上层清液中加强氧化剂氯气氧化碘离子，最后通过物理方法进行收集碘单质，达到分离提纯的目的。

(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I-；碘微溶于水，但碘离子易溶于水；

(2)四氯化碳不溶于水；

(3)碘易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小；依据仪器形状和作用分析回答仪器名称，氯气、碘蒸气都能和氢氧化钠溶液反应；

(4)碘离子具有还原性，能被氧化剂氧化生成碘，碘单质遇到淀粉变蓝色；

(5)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；

(6)根据转移电子守恒知关系式S2-～I2，结合I2 +2S2O32－=2I－+ S4O62－，根据与Na2S2O3反应消耗的n(I2)，计算出与硫离子反应的碘，从而求出S2－的物质的量，最后计算样品中S2－含量。

(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SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；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：SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-；使四氯化碳中的碘进入水层；

(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混合物采用分液的方法，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；根据图示，仪器a为球形冷凝管；氯气、碘蒸气都有毒，不能直接排空，二者都能和氢氧化钠溶液反应而被吸收，所以用NaOH溶液吸收尾气，故答案为：使氯气在溶液中有较大的溶解度；球形冷凝管；NaOH溶液；

(4)碘离子具有还原性，能被氧化剂氧化生成碘，碘酸根离子具有氧化性，能被还原剂还原生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色，所以其检验方法为：从水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，若溶液变蓝色，说明废水中含有I-，否则不含I-，故答案为：从水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝色，说明废水中含有I-，否则不含I-；

(5)用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘，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，反应的离子方程式为：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，故答案为： 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O；

(6)与Na2S2O3反应消耗的n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.1000molL-1×V×10-3 L=×0.1000×V×10-3 mol，则与硫离子反应的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，根据转移电子守恒知关系式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，其质量分数=×100%=×100%，故答案为：×100%。