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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。
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回答下列問題:
(1)某實驗小組想證明氟硅酸溶液中存
I
-
3
,請補充完整的實驗步驟:(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)實驗室利用分液漏斗可以完成CCl4從碘水萃取I2,請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被還原時的離子方程式
I2+
SO
2
-
8
+H2O=2I-+
SO
2
-
4
+2H+
I2+
SO
2
-
8
+H2O=2I-+
SO
2
-
4
+2H+
。
(4)工業(yè)生產(chǎn)中,氧化劑的實際使用量和理論計算量之間的比值稱為配氧率。如圖是配氧率對碘單質(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
配氧率過低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過高,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大量氧化劑
配氧率過低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過高,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大量氧化劑
。
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(5)結(jié)合信息,請確定I2與NaOH發(fā)生“歧化”反應(yīng)的氧化產(chǎn)物
Eθθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθθ(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
Eθθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθθ(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
(有必要的計算過程)。
已知:①氧化還原反應(yīng)可以拆分為兩個半反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)電極電勢分別表示為φθ(+)、φθ(-),標(biāo)準(zhǔn)電動勢Eθθ(+)-φθ(-),如Zn+Cu2+=Zn2++Cu的Eθθ(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。

【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+
SO
2
-
8
+H2O=2I-+
SO
2
-
4
+2H+;配氧率過低,I-不能完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì);配氧率過高,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大量氧化劑;Eθθ(I2/I-)-φθ(IO-/I2)=0.54V-0.45V=0.09V,而Eθθ(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
【解答】
【點評】
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
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    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     

    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運用平衡移動原理解釋原因:
     

    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號)。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5
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