Question

【題目】碘是合成碘化物的基本原料�？諝獯党龇◤柠u水中提碘的流程如下。

(1)“氧化”時若Cl2過量，則會將I2氧化為HIO3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

(2)“吹出”在吹出塔中進行，含碘鹵水從_______(填“塔頂”或“塔底”)進入， 請解釋這樣做的原因_______________________

(3)從“氧化”所得含碘鹵水中提取碘還可以采用加CCl4的方法，該分離方法為_______；為進一步分離I2和CCl4，向其中加入NaOH溶液與I2反應(yīng)，生成的I－、IO進入水溶液；分液后再酸化，即得粗碘。加入NaOH后溶液中I－、IO的物質(zhì)的量之比為_______。

(4)H2O2也能發(fā)生與Cl2類似的反應(yīng)，若先用H2O2將鹵水中的I－氧化為 IO，再將其與鹵水按一定比例混合、酸化制取粗碘。處理含I－為254 mg/L的鹵水1m3，理論上需20%的H2O2______g。

Answer 1

【答案】5Cl2 + I2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl 塔頂 因熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率 萃取(或萃取 分液) 5∶1 170

【解析】

鹵水中碘和過量的氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HCl和HIO3，反應(yīng)物的接觸時間越長，反應(yīng)越充分，所以含碘鹵水應(yīng)該從塔頂加入，熱空氣從塔底吹入，向剩余液體中加入二氧化硫和水，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HI和硫酸，再向溶液中通入氯氣，氯氣將HI氧化生成碘單質(zhì)，最后通過精制得到碘單質(zhì)，據(jù)此分析解答。

(1)過量的氯氣、碘在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘酸和HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，故答案為：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；

(2)反應(yīng)物接觸時間越長，反應(yīng)越充分，熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率，所以含碘鹵水從塔頂進入，熱空氣從塔底進入，故答案為：塔頂；因熱空氣密度小，且氣體與溶液逆向接觸，有利于提高吹出率；

(3)碘在四氯化碳中的溶解度遠遠大于在水中的溶解度且碘和四氯化碳不反應(yīng)，四氯化碳和水不互溶，所以可以采用萃取分液法分離；NaOH溶液與I2反應(yīng)，生成的I-、IO進入水溶液，離子反應(yīng)方程式為6OH-+3I2=5I-+IO+3H2O，根據(jù)方程式知，加入NaOH后溶液中I-、IO的物質(zhì)的量之比為5∶1，故答案為：萃取分液；5∶1；

(4)1m3的254mg/L的鹵水中n(I-)==2mol，H2O2將鹵水中的I-氧化為IO，發(fā)生的反應(yīng)為3H2O2+I-=3H2O+IO①，酸性條件下，I-和碘酸根離子反應(yīng)方程式為5I-+IO+6H+=3I2+3H2O②，根據(jù)方程式②知參加反應(yīng)的I-和IO的關(guān)系是5∶1，根據(jù)I原子守恒得發(fā)生反應(yīng)①消耗I-與生成IO關(guān)系為1∶1，所以反應(yīng)①中消耗I-的物質(zhì)的量占總物質(zhì)的量的=2mol×=mol，則消耗n(H2O2)=3×mol=1mol，理論上需20%的H2O2==170g，故答案為：170。