碘是人体所必需的微量元素。磷酸工业的副产品氟硅酸(H2SiF6)中碘元素的可能存在形式有I2、I-、I-3,其回收方案如图。

回答下列问题:
(1)某实验小组想证明氟硅酸溶液中存I-3,请补充完整的实验步骤:(已知:I2+I-⇌I-3;可选用的试剂:5%淀粉溶液、0.1mol•L-1NaNO2溶液、0.1mol•L-1Na2SO3溶液、6mol•L-1H2SO4溶液)
①取样品,加入CCl4振荡、静置,可观察到下层呈紫红色;
②分液后取上层黄色液体,滴入适量 5%淀粉溶液5%淀粉溶液(填选用的试剂,下同),可观察到 溶液变蓝溶液变蓝;
③重复上述操作2~3次,直至步骤②中没有明显现象;
④再滴加适量 6mol•L-1H2SO4溶液和0.1mol•L-1NaNO2溶液6mol•L-1H2SO4溶液和0.1mol•L-1NaNO2溶液,若观察到溶液变蓝,证明氟硅酸溶液中存在I-3。
(2)实验室利用分液漏斗可以完成CCl4从碘水萃取I2,请描述获得上层液体的操作:下层液体从分液漏斗下端管口放出后,关闭活塞,将上层液体从分液漏斗上口倒出下层液体从分液漏斗下端管口放出后,关闭活塞,将上层液体从分液漏斗上口倒出。
(3)“还原”步骤中将碘元素全部变为HI,写出I2被还原时的离子方程式 I2+SO2-8+H2O=2I-+SO2-4+2H+I2+SO2-8+H2O=2I-+SO2-4+2H+。
(4)工业生产中,氧化剂的实际使用量和理论计算量之间的比值称为配氧率。如图是配氧率对碘单质回收率的影响曲线图,试解释配氧率选择112~113之间的原因 配氧率过低,I-不能完全转化为碘单质;配氧率过高,可能发生副反应,使碘单质进一步被氧化为碘酸根或耗费大量氧化剂配氧率过低,I-不能完全转化为碘单质;配氧率过高,可能发生副反应,使碘单质进一步被氧化为碘酸根或耗费大量氧化剂。

(5)结合信息,请确定I2与NaOH发生“歧化”反应的氧化产物 Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(IO-3/I2)=0.54V-0.21V=0.33V>0.3V,反应则趋于完全进行,故氧化产物为NaIO3Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(IO-3/I2)=0.54V-0.21V=0.33V>0.3V,反应则趋于完全进行,故氧化产物为NaIO3(有必要的计算过程)。
已知:①氧化还原反应可以拆分为两个半反应,标准电极电势分别表示为φθ(+)、φθ(-),标准电动势Eθ=φθ(+)-φθ(-),如Zn+Cu2+=Zn2++Cu的Eθ=φθ(Cu2+/Cu)-φθ(Zn2+/Zn)。
②Eθ>0,该反应能自发进行,Eθ>0.3V,反应趋于完全进行。
③φθ(I2/I-)=0.54V,φθ(IO-/I2)=0.45V,φθ(IO-3/I2)=0.21V。
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【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】5%淀粉溶液;溶液变蓝;6mol•L-1H2SO4溶液和0.1mol•L-1NaNO2溶液;下层液体从分液漏斗下端管口放出后,关闭活塞,将上层液体从分液漏斗上口倒出;I2++H2O=2I-++2H+;配氧率过低,I-不能完全转化为碘单质;配氧率过高,可能发生副反应,使碘单质进一步被氧化为碘酸根或耗费大量氧化剂;Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθ=φθ(I2/I-)-φθ(/I2)=0.54V-0.21V=0.33V>0.3V,反应则趋于完全进行,故氧化产物为NaIO3
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:50引用:2难度:0.6
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