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(duì)廢水中I－的去除量影響較大，不同投加量（用過量系數(shù)表示）下，反應(yīng)后I－和Cu2+的濃度如圖所示，則適宜的CuSO4過量系數(shù)應(yīng)為_____________，分析原因_________________。

（3）反應(yīng)Ⅰ中生成鐵與碘的化合物（其中鐵與碘的質(zhì)量比為21：127），則加入的水的作用是________________，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)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(huì)引入較多的重金屬離子Cu2＋

（3）催化劑 Fe3I8＋4K2CO3=Fe3O4＋8KI＋4CO2↑

（4）蒸發(fā)（或加熱）（濃縮）、（冷卻）結(jié)晶、過濾 除去表面可溶性雜質(zhì)，同時(shí)減少KI的溶解損失（或防止KI的氧化）

【解析】

試題分析：結(jié)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(chǎn)物中加入碘單質(zhì)、鐵屑和水后得到Fe3I8，F(xiàn)e3I8與碳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)Fe3I8+4K2CO3=Fe3O4+8KI+4CO2↑；過濾后將反應(yīng)Ⅱ的濾液經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，初步得到碘化鉀；因?yàn)榈饣�鉀混有可溶性雜質(zhì)，需要經(jīng)過洗滌才能得到較純凈的產(chǎn)品，同時(shí)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(fā)生反應(yīng)生成CuI，反應(yīng)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(jù)圖象曲線變化可以知道，當(dāng)硫酸銅過量系數(shù)小于1.1時(shí)I-去除率較低，大于1.1又會(huì)引入較多的重金屬離子Cu2+，所以適宜的CuSO4過量系數(shù)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(huì)引入較多的重金屬離子Cu2+；

（3）反應(yīng)I中加入水可以加快反應(yīng)速率，水起到了催化劑的作用，在反應(yīng)中生成鐵與碘的化合物，其中鐵元素與碘元素的質(zhì)量比為21：127，即物質(zhì)的量比為：21/56:127/127=3:8=3：8，鐵、碘原子個(gè)數(shù)比為8：3，反應(yīng)Ⅰ生成物化學(xué)式是 Fe3I8，故反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)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(yīng)Ⅱ的濾液需要經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，初步得到碘化鉀；因?yàn)榈饣�鉀混有可溶性雜質(zhì)，需要經(jīng)過洗滌才能得到較純凈的產(chǎn)品，故用冰水洗滌，同時(shí)減少KI的溶解損失，因此，本題正確答案是：蒸發(fā)（或加熱）（濃縮）、（冷卻）結(jié)晶、過濾；除去表面可溶性雜質(zhì)，同時(shí)減少KI的溶解損失（或防止KI的氧化）．