Question

实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：

（1）向含碘废液中加入稍过量的Na₂SO₃溶液，将废液中的I₂还原为I^－，其离子方程式为               ；该操作将I₂还原为I^－的目的是              。

（2）操作X的名称为            。

（3）氧化时，在三颈瓶中将含I^－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl₂，在40⁰C左右反应（实验装置如右图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是              ；锥形瓶里盛放的溶液为             。

（4）利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂。

①阳极的电极反应式为                  。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2－生成。该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为                    。

Answer

（1）SO32－ + I2 + H2O = 2I－ + SO42－ + 2H+ 使CCl4中的碘进入水层（2）分液

（3）使氯气在溶液中有较大的溶解度（或防止I2升华或防止I2进一步被氧化）NaOH溶液

（4）①SO2 + 2H2O – 2e－＝SO42－+ 4H+ ②2:1。

【解析】

试题分析：（1）碘具有氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，自身被还原为碘离子，离子反应方程式为SO32－ + I2 + H2O = 2I－ + SO42－ + 2H+ ；碘微溶于水，而碘离子易溶于水，为了使更多的碘元素进入水溶液中应该将碘还原为碘离子。（2）四氯化碳属于有机物，水属于无机物，二者不互溶，分离互不相溶的液体，用分液的方法。（3）碘容易升华，且氯气的溶解度随着温度的升高而减小，温度越高，氯气的溶解度越小，反应越不充分，所以应该在低温条件下进行反应，氯气和碘蒸气都有毒，不能直接排入空气，且都能与氢氧化钠溶液反应生成无毒物质。（4）①依据图示分析，二氧化硫被氧化为硫酸根离子所以二氧化硫在阳极区反应，阳极区的反应为SO2 + 2H2O–2e－＝SO42－+ 4H+。 ②阴极排出的溶液为S2O42-，二氧化氮与其发生反应，S2O42-中硫元素由+3价变为硫酸根离子中的硫元素的+4价，S2O42-被氧化是还原剂，二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气中的0价，二氧化氮被还原做氧化剂，依据原子守恒和电子守恒分析，还原剂与氧化剂的物质的量为2:1。

考点：三废处理和环境保护，原电池和电解池的工作原理