Question

工業(yè)上用活性炭吸附海帶提碘后廢水中的I^-制取I₂，其流程如圖：
（1）向廢水中加入NaNO₂并調(diào)節(jié)pH＜4，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）用活性炭吸附生成的單質(zhì)碘的目的是

 

，用濃、熱NaOH洗脫吸附的碘的化學(xué)方程式為

 

．
（3）從調(diào)節(jié)pH后所得的溶液中獲取碘，工業(yè)上可用熱空氣吹出，其原因是

 

；若取少量該溶液在實(shí)驗(yàn)室中分離得到單質(zhì)碘，需要進(jìn)行的操作為

 

．
（4）流程中生成的NO尾氣有毒，工業(yè)上將其與O₂按一定比例通入NaOH制備N(xiāo)aNO₂，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（5）工業(yè)上虛框內(nèi)流程還可用如圖操作代替，評(píng)價(jià)如圖流程的優(yōu)點(diǎn)

 

（寫(xiě)出一條）．

Answer 1

考點(diǎn)：氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：鹵族元素

分析：（1）亞硝酸鈉具有氧化性，碘離子具有還原性，酸性條件下，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮和碘和水；（2）活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附性；碘單質(zhì)在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成+5價(jià)和-1價(jià)的碘；
（3）單質(zhì)碘在水中溶解度小，碘易升華，可用熱空氣吹出獲取碘；若取少量該溶液在實(shí)驗(yàn)室中分離得到單質(zhì)碘，需先萃取、分液，后分離互溶的兩種液體用蒸餾；
（4）一氧化氮和氧氣在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞硝酸鹽；
（5）對(duì)照工業(yè)上虛框內(nèi)流程和圖中操作，從原料、反應(yīng)的簡(jiǎn)易、環(huán)保等角度進(jìn)行分析；

解答： 解：（1）亞硝酸鈉具有氧化性，碘離子具有還原性，酸性條件下，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮和碘和水，離子反應(yīng)方程式為：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O，
故答案為：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
（2）活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的吸附能力，能富集單質(zhì)碘，碘單質(zhì)在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成+5價(jià)的NaIO₃和-1價(jià)的NaI，所以用濃、熱NaOH洗脫吸附的碘的化學(xué)方程式為3I₂+6NaOH═NaIO₃+5NaI+3H₂O，
故答案為：富集單質(zhì)碘；3I₂+6NaOH═NaIO₃+5NaI+3H₂O；
（3）因單質(zhì)碘在水中溶解度小，碘易升華，則可用熱空氣吹出；
若取少量該溶液在實(shí)驗(yàn)室中分離得到單質(zhì)碘，首先從含碘的溶液中萃取分液分離出碘的四氯化碳或苯的溶液，分離出單質(zhì)碘和回收苯或四氯化碳，是利用互溶的兩種液體的沸點(diǎn)不同來(lái)分離，則實(shí)驗(yàn)操作為蒸餾，
故答案為：?jiǎn)钨|(zhì)碘在水中溶解度小，易升華；萃取、分液、蒸餾；
（4）一氧化氮具有還原性，氧氣具有氧化性，兩者在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞硝酸鈉和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為4NaOH+O₂+4NO═4NaNO₂+2H₂O，
故答案為：4NaOH+O₂+4NO═4NaNO₂+2H₂O；
（5）工業(yè)上虛框內(nèi)流程與圖中操作流程比較，需氫氧化鈉、鹽酸對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕性，化學(xué)藥品的投入量大，需熱能成本高，而圖中操作流程僅需高溫，減少了化學(xué)藥品的投入量，使成本大大降低（或生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少；或藥品對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性等），
故答案為：減少了化學(xué)藥品的投入量，使成本大大降低（或生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少；或藥品對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性等）；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了工業(yè)上用活性炭吸附海帶提碘后廢水中的I^-制取I₂，掌握、氮的化合物和碘的化學(xué)性質(zhì)以及萃取等基本實(shí)驗(yàn)操作是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．