Question

【題目】磷酸工業(yè)的副產(chǎn)品氟硅酸（H2SiF6）溶液中含少量碘，其回收方案如下。

已知：①氟硅酸溶液中碘的可能存在形式為I2、I－、I3-；② I2 + I－I3-。

（1）K2Cr2O7、H2O2、NaClO和NaNO2都能使I－氧化為I2。NaNO2在氧化I－時(shí)會(huì)產(chǎn)生NO，該反應(yīng)的離子方程式為____。從減少對(duì)環(huán)境污染的角度，上述氧化劑中可選用的有H2O2、____。

（2）生成的I2可用熱空氣吹出的原因是____。

（3）在吸收時(shí)采用氣-液逆流接觸，則從吸收裝置底部通入的是____（填“吸收液”或“含碘空氣”）。吸收后的溶液需反復(fù)多次循環(huán)吸收含碘空氣，其作用是：①提高SO2的利用率；②____。

（4）請(qǐng)補(bǔ)充完整證明氟硅酸溶液中存在I的實(shí)驗(yàn)步驟：取樣品，____，取上層液體，重復(fù)上述操作2-3次，____。（可選用的試劑：5% 淀粉溶液、0.1 mol·L-1 NaNO2溶液,0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液、6 mol·L-1 H2SO4溶液、CCl4）。

Answer 1

【答案】4H++2NO2-+2I－ = I2 + 2NO↑+2H2O NaClO I2受熱易升華（或揮發(fā)） 含碘空氣 增加吸收后溶液中I－濃度 加入CCl4振蕩，靜置，分液（或加CCl4萃取），有機(jī)層呈紫色（或加入5%淀粉溶液變藍(lán)，再加入CCl4萃取） 取上層水溶液滴入5%淀粉溶液不變藍(lán)，再分別滴加6mol·L-1 H2SO4溶液、0.1mol·L-1 NaNO2溶液，變藍(lán)，證明存在I3-。

【解析】

利用碘及其化合物的氧化性、還原性，結(jié)合題目給出的信息，分析解答從含碘副產(chǎn)品提取粗碘的問題。

(1)NaNO2將I－氧化為I2，本身被還原成NO。“氧化”發(fā)生在酸性溶液（氟硅酸溶液）中，可用H+、H2O配平。該反應(yīng)的離子方程式為4H++2NO2-+2I－ = I2 + 2NO↑+2H2O。酸性溶液中，K2Cr2O7、H2O2、NaClO和NaNO2的還原產(chǎn)物分別是Cr3+、H2O、Cl-和NO，其中K2Cr2O7、Cr3+、NaNO2、NO會(huì)污染環(huán)境。故要減少污染，可選用H2O2、NaClO。

(2) I2受熱易升華，故可用熱空氣吹出。

(3)“吸收”時(shí)發(fā)生反應(yīng)I2 + SO2+2H2O＝2HI+H2SO4。用“SO2水溶液”吸收“含碘空氣”中的碘，應(yīng)使氣-液逆流充分接觸，故吸收液（SO2水溶液）從吸收裝置頂部噴下，“含碘空氣”從吸收裝置底部通入；從反應(yīng)方程式可知，吸收液（SO2水溶液）反復(fù)多次循環(huán)吸收含碘空氣，可提高SO2的利用率、增加溶液中I－濃度。

(4)據(jù)已知② I2 + I－I3-，要證明氟硅酸溶液中存在I，可證明該溶液中同時(shí)存在I2、I－。從“可選用的試劑”看，I2可直接用5% 淀粉溶液檢驗(yàn)，或加CCl4萃取后下層呈紫色檢驗(yàn)；I－需氧化為I2（0.1 mol·L-1 NaNO2溶液、6 mol·L-1 H2SO4溶液），再用5% 淀粉溶液檢驗(yàn)。氟硅酸溶液中原有的I2會(huì)干擾I－檢驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)先用CCl4多次萃取分液除去。一種可能的方案：取少量氟硅酸溶液，加入CCl4振蕩、靜置，下層呈紫色，證明有I2。分液后取上層液體，重復(fù)上述操作，直至滴入5%淀粉溶液不變藍(lán)，證明I2已完全除去。再滴加6mol·L-1 H2SO4溶液、0.1mol·L-1 NaNO2溶液，若變藍(lán)，證明有I－。故原氟硅酸溶液中存在I3-。