碘是人體所必需的微量元素。磷酸工業(yè)的副產(chǎn)品氟硅酸(H2SiF6)中碘元素的可能存在形式有I2、I-、I-3,其回收方案如圖。
回答下列問(wèn)題:
(1)某實(shí)驗(yàn)小組想證明氟硅酸溶液中存I-3,請(qǐng)補(bǔ)充完整的實(shí)驗(yàn)步驟:(已知:I2+I-?I-3;可選用的試劑:5%淀粉溶液、0.1mol?L-1NaNO2溶液、0.1mol?L-1Na2SO3溶液、6mol?L-1H2SO4溶液)
①取樣品,加入CCl4振蕩、靜置,可觀察到下層呈紫紅色;
②分液后取上層黃色液體,滴入適量 5%淀粉溶液5%淀粉溶液(填選用的試劑,下同),可觀察到 溶液變藍(lán)溶液變藍(lán);
③重復(fù)上述操作2~3次,直至步驟②中沒(méi)有明顯現(xiàn)象;
④再滴加適量 6mol?L-1H2SO4溶液和0.1mol?L-1NaNO2溶液6mol?L-1H2SO4溶液和0.1mol?L-1NaNO2溶液,若觀察到溶液變藍(lán),證明氟硅酸溶液中存在I-3。
(2)實(shí)驗(yàn)室利用分液漏斗可以完成CCl4從碘水萃取I2,請(qǐng)描述獲得上層液體的操作:下層液體從分液漏斗下端管口放出后,關(guān)閉活塞,將上層液體從分液漏斗上口倒出下層液體從分液漏斗下端管口放出后,關(guān)閉活塞,將上層液體從分液漏斗上口倒出。
(3)“還原”步驟中將碘元素全部變?yōu)镠I,寫出I2被還原時(shí)的離子方程式 I2+SO2-8+H2O=2I-+SO2-4+2H+I2+SO2-8+H2O=2I-+SO2-4+2H+。
(4)工業(yè)生產(chǎn)中,氧化劑的實(shí)際使用量和理論計(jì)算量之間的比值稱為配氧率。如圖是配氧率對(duì)碘單質(zhì)回收率的影響曲線圖,試解釋配氧率選擇112~113之間的原因 配氧率過(guò)低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過(guò)高,可能發(fā)生副反應(yīng),使碘單質(zhì)進(jìn)一步被氧化為碘酸根或耗費(fèi)大量氧化劑配氧率過(guò)低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過(guò)高,可能發(fā)生副反應(yīng),使碘單質(zhì)進(jìn)一步被氧化為碘酸根或耗費(fèi)大量氧化劑。
(5)結(jié)合信息,請(qǐng)確定I2與NaOH發(fā)生“歧化”反應(yīng)的氧化產(chǎn)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,反應(yīng)則趨于完全進(jìn)行,故氧化產(chǎn)物為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,反應(yīng)則趨于完全進(jìn)行,故氧化產(chǎn)物為NaIO3(有必要的計(jì)算過(guò)程)。
已知:①氧化還原反應(yīng)可以拆分為兩個(gè)半反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)分別表示為φθ(+)、φθ(-),標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)Eθ=φθ(+)-φθ(-),如Zn+Cu2+=Zn2++Cu的Eθ=φθ(Cu2+/Cu)-φθ(Zn2+/Zn)。
②Eθ>0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,Eθ>0.3V,反應(yīng)趨于完全進(jìn)行。
③φθ(I2/I-)=0.54V,φθ(IO-/I2)=0.45V,φθ(IO-3/I2)=0.21V。
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【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】5%淀粉溶液;溶液變藍(lán);6mol?L-1H2SO4溶液和0.1mol?L-1NaNO2溶液;下層液體從分液漏斗下端管口放出后,關(guān)閉活塞,將上層液體從分液漏斗上口倒出;I2++H2O=2I-++2H+;配氧率過(guò)低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過(guò)高,可能發(fā)生副反應(yīng),使碘單質(zhì)進(jìn)一步被氧化為碘酸根或耗費(fèi)大量氧化劑;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,反應(yīng)則趨于完全進(jìn)行,故氧化產(chǎn)物為NaIO3
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:48引用:2難度:0.6
相似題
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
2.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì),按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時(shí)鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)類似。
回答下列問(wèn)題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時(shí),生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過(guò)對(duì)上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時(shí)N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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