Question

14．實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液中測定I^-的含量以及碘的回收過程如下：
Ⅰ．含碘廢液中I^-含量的測定
用移液管量取25.00mL廢液于250mL錐形瓶中，分別加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄溶液和10mL 20% NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O溶液，搖勻，小火加熱蒸發(fā)至碘完全揮發(fā)，取下錐形瓶冷卻后，加入10mL 2mol•L^-1 H₂SO₄溶液，加入幾滴二苯胺磺酸鈉（用作指示劑），用0.025 0mol•L^-1標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液進(jìn)行滴定到終點(diǎn)．重復(fù)3次，數(shù)據(jù)記錄見下表：（已知反應(yīng)：
①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂�、�6Fe²⁺+Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O）

次數(shù)	1	2	3
滴定體積/mL	19.60	19.65	19.55

Ⅱ．碘的回收
取250mL含碘廢液于燒杯中，加入Na₂S₂O₃溶液，并將飽和CuSO₄溶液在不斷攪拌下滴加到廢液中，加熱至70℃左右完全反應(yīng)生成CuI沉淀．過濾，得到的CuI沉淀按圖1進(jìn)行操作，檢查裝置的氣密性后，從分液漏斗中逐滴加濃硝酸（注意滴液的速度），完全反應(yīng)后，通過減壓過濾，得到粗碘固體產(chǎn)品和抽濾液，然后按圖2進(jìn)行粗碘的提純．

請回答下列問題：
（1）簡述圖2實(shí)驗(yàn)裝置中燒瓶的作用升華分離冷凝回收碘．
（2）某同學(xué)欲配制200mL 2mol•L^-1的H₂SO₄，配制方法合理的是C．
A．在200mL 1mol•L^-1的H₂SO₄中加入22.4L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的SO₃
B．向100mL 4mol•L^-1的H₂SO₄中加入100mL水
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄ 80.0mL，加水至200mL
D．將16g NaOH固體加入到200mL 3mol•L^-1的H₂SO₄溶液中
（3）在盛有廢液的錐形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1H₂SO₄的目的是加熱蒸發(fā)碘時(shí)可有效抑制Fe³⁺水解，使后續(xù)測定結(jié)果更準(zhǔn)確．
（4）根據(jù)滴定的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算該廢液中I^-的含量為14.94g•L^-1（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）．
（5）寫出圖1錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O．
（6）按圖2裝置進(jìn)行粗碘提純，采用的分離方法是升華，a、b為冷凝水進(jìn)出口，其中a（填“a”或“b”）接水龍頭，最終能得到較多較高純度的單質(zhì)碘．

Answer 1

分析 （1）利用碘的升華性質(zhì)提純碘；
（2）A．標(biāo)況下三氧化硫不是氣體；
B．混合后溶液體積不是200mL；
C．根據(jù)稀釋定律計(jì)算判斷；
D．氫氧化鈉為0.4mol，硫酸為0.6mol，反應(yīng)后為硫酸鈉、硫酸的混合溶液；
（3）鐵離子水解溶液呈酸性，加入酸增大氫離子濃度，抑制其水解；
（4）由離子方程式可得關(guān)系式：6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算；
（5）錐形瓶中CuI與濃硝酸反應(yīng)生成I₂、硝酸銅、二氧化氮與水；
（6）圖2裝置利用升華進(jìn)行粗碘提純，通入的冷凝水處于圓底燒瓶底部充分冷凝．

解答 解：（1）圖2裝置利用碘的升華性質(zhì)提純碘，裝置中燒瓶的作用：升華分離冷凝回收碘，
故答案為：升華分離冷凝回收碘；
（2）A．標(biāo)況下三氧化硫不是氣體，22.4L三氧化硫表示1mol，且溶液體積也不是200mL，故A錯誤；
B．混合后溶液體積不是200mL，故B錯誤；
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄ 80.0mL，加水至200mL，根據(jù)稀釋定律，稀釋后硫酸的濃度為$\frac{0.08L×5mol/L}{0.2L}$=2mol/L，故C正確；
D．氫氧化鈉物質(zhì)的量為$\frac{16g}{40g/mol}$=0.4mol，硫酸為0.2L×3mol/L=0.6mol，反應(yīng)后為硫酸鈉、硫酸的混合溶液，故D錯誤．
故選：C；
（3）鐵離子水解溶液呈酸性，加熱蒸發(fā)碘時(shí)會促進(jìn)Fe³⁺水解，加入酸增大氫離子濃度，抑制其水解，
故答案為：加熱蒸發(fā)碘時(shí)可有效抑制Fe³⁺水解，使后續(xù)測定結(jié)果更準(zhǔn)確；
（4）消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為$\frac{（19.60+19.65+19.55）mL}{3}$=19.60mL，設(shè)廢液中I^-的物質(zhì)的量濃度為x mol/L，則：
         6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-
         6             1
0.025L×x mol/L      0.0196L×0.025mol/L
所以 6：1=0.025L×x mol/L：0.0196L×0.025mol/L
解得x=0.1176
則該廢液中I^-的含量為0.1176mol/L×127g/mol=14.94g•L^-1
故答案為：14.94；
（5）錐形瓶中CuI與濃硝酸反應(yīng)生成I₂、硝酸銅、二氧化氮與水，反應(yīng)方程式為：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O，
故答案為：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O；
（6）圖2裝置利用升華進(jìn)行粗碘提純，通入的冷凝水處于圓底燒瓶底部充分冷凝，則a接水龍頭，
故答案為：升華；a．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)含量測定、氧化還原反應(yīng)滴定、物質(zhì)的分離提純、一定物質(zhì)的量濃度溶液配制等，題目比較綜合，注意多步反應(yīng)計(jì)算中常利用關(guān)系解答．