Question

【題目】一種回收并利用含碘（I-）廢液的工藝流程如下：

（1）“沉淀”中生成CuI的離子方程式為___________________。

（2）CuSO4的投加量對廢水中I－的去除量影響較大，不同投加量（用過量系數表示）下，反應后I－和Cu2+的濃度如圖所示，則適宜的CuSO4過量系數應為_____________，分析原因_________________。

（3）反應Ⅰ中生成鐵與碘的化合物（其中鐵與碘的質量比為21：127），則加入的水的作用是________________，反應Ⅱ的化學方程式是_________________________。

（4）操作Ⅰ包括____________，冰水洗滌的目的是_______________。

Answer 1

【答案】(1)2Cu2＋＋2I－＋SO32—＋2H2O=2CuI↓＋SO42—＋2H+

（2）1.1 小于1.1則I－去除率較低，大于1.1又會引入較多的重金屬離子Cu2＋

（3）催化劑 Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑

（4）蒸發（或加熱）（濃縮）、（冷卻）結晶、過濾 除去表面可溶性雜質，同時減少KI的溶解損失（或防止KI的氧化）

【解析】

試題分析：結合流程可以知道回收廢液中碘離子的步驟為：先向廢液中加入亞硫酸鈉、硫酸銅溶液生成CuI沉淀，過濾得到濾渣CuI，然后加入濃硝酸氧化CuI，向氧化產物中加入碘單質、鐵屑和水后得到Fe3I8，Fe3I8與碳酸鉀溶液發生反應Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑；過濾后將反應Ⅱ的濾液經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，初步得到碘化鉀；因為碘化鉀混有可溶性雜質，需要經過洗滌才能得到較純凈的產品，同時為了減少KI的溶解損失，需要用冰水洗滌，最后得到純凈的氯化鉀，

（1）硫酸銅、亞硫酸鈉和碘離子在溶液中發生反應生成CuI，反應的離子方程式為：2Cu2++2I-+SO32-+H2O=2CuI↓+SO42-+2H+，因此，本題正確答案是：2Cu2++2I-+SO32-+H2O=2CuI↓+SO42-+2H+；

（2）根據圖象曲線變化可以知道，當硫酸銅過量系數小于1.1時I-去除率較低，大于1.1又會引入較多的重金屬離子Cu2+，所以適宜的CuSO4過量系數為1.1，因此，本題正確答案是：1.1；小于1.1則I-去除率較低，大于1.1又會引入較多的重金屬離子Cu2+；

（3）反應I中加入水可以加快反應速率，水起到了催化劑的作用，在反應中生成鐵與碘的化合物，其中鐵元素與碘元素的質量比為21：127，即物質的量比為：21/56:127/127=3:8=3：8，鐵、碘原子個數比為8：3，反應Ⅰ生成物化學式是 Fe3I8，故反應Ⅱ的化學方程式為：Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑，因此，本題正確答案是：催化劑；Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑；

（4）反應Ⅱ的濾液需要經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，初步得到碘化鉀；因為碘化鉀混有可溶性雜質，需要經過洗滌才能得到較純凈的產品，故用冰水洗滌，同時減少KI的溶解損失，因此，本題正確答案是：蒸發（或加熱）（濃縮）、（冷卻）結晶、過濾；除去表面可溶性雜質，同時減少KI的溶解損失（或防止KI的氧化）．