Question

14．实验室从含碘废液中测定I^-的含量以及碘的回收过程如下：
Ⅰ．含碘废液中I^-含量的测定
用移液管量取25.00mL废液于250mL锥形瓶中，分别加入5mL 2mol•L^-1 H₂SO₄溶液和10mL 20% NH₄Fe（SO₄）₂•12H₂O溶液，摇匀，小火加热蒸发至碘完全挥发，取下锥形瓶冷却后，加入10mL 2mol•L^-1 H₂SO₄溶液，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.025 0mol•L^-1标准K₂Cr₂O₇溶液进行滴定到终点．重复3次，数据记录见下表：（已知反应：
①2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂　②6Fe²⁺+Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O）

次数	1	2	3
滴定体积/mL	19.60	19.65	19.55

Ⅱ．碘的回收
取250mL含碘废液于烧杯中，加入Na₂S₂O₃溶液，并将饱和CuSO₄溶液在不断搅拌下滴加到废液中，加热至70℃左右完全反应生成CuI沉淀．过滤，得到的CuI沉淀按图1进行操作，检查装置的气密性后，从分液漏斗中逐滴加浓硝酸（注意滴液的速度），完全反应后，通过减压过滤，得到粗碘固体产品和抽滤液，然后按图2进行粗碘的提纯．

请回答下列问题：
（1）简述图2实验装置中烧瓶的作用升华分离冷凝回收碘．
（2）某同学欲配制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标准状况下的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．将16g NaOH固体加入到200mL 3mol•L^-1的H₂SO₄溶液中
（3）在盛有废液的锥形瓶中先加入5mL 2mol•L^-1H₂SO₄的目的是加热蒸发碘时可有效抑制Fe³⁺水解，使后续测定结果更准确．
（4）根据滴定的有关数据，计算该废液中I^-的含量为14.94g•L^-1（保留小数点后两位）．
（5）写出图1锥形瓶中发生反应的化学方程式：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O．
（6）按图2装置进行粗碘提纯，采用的分离方法是升华，a、b为冷凝水进出口，其中a（填“a”或“b”）接水龙头，最终能得到较多较高纯度的单质碘．

Answer 1

分析 （1）利用碘的升华性质提纯碘；
（2）A．标况下三氧化硫不是气体；
B．混合后溶液体积不是200mL；
C．根据稀释定律计算判断；
D．氢氧化钠为0.4mol，硫酸为0.6mol，反应后为硫酸钠、硫酸的混合溶液；
（3）铁离子水解溶液呈酸性，加入酸增大氢离子浓度，抑制其水解；
（4）由离子方程式可得关系式：6I^-～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，根据关系式计算；
（5）锥形瓶中CuI与浓硝酸反应生成I₂、硝酸铜、二氧化氮与水；
（6）图2装置利用升华进行粗碘提纯，通入的冷凝水处于圆底烧瓶底部充分冷凝．

解答 解：（1）图2装置利用碘的升华性质提纯碘，装置中烧瓶的作用：升华分离冷凝回收碘，
故答案为：升华分离冷凝回收碘；
（2）A．标况下三氧化硫不是气体，22.4L三氧化硫表示1mol，且溶液体积也不是200mL，故A错误；
B．混合后溶液体积不是200mL，故B错误；
C．取5mol•L^-1的H₂SO₄ 80.0mL，加水至200mL，根据稀释定律，稀释后硫酸的浓度为$\frac{0.08L×5mol/L}{0.2L}$=2mol/L，故C正确；
D．氢氧化钠物质的量为$\frac{16g}{40g/mol}$=0.4mol，硫酸为0.2L×3mol/L=0.6mol，反应后为硫酸钠、硫酸的混合溶液，故D错误．
故选：C；
（3）铁离子水解溶液呈酸性，加热蒸发碘时会促进Fe³⁺水解，加入酸增大氢离子浓度，抑制其水解，
故答案为：加热蒸发碘时可有效抑制Fe³⁺水解，使后续测定结果更准确；
（4）消耗标准液的体积为$\frac{（19.60+19.65+19.55）mL}{3}$=19.60mL，设废液中I^-的物质的量浓度为x mol/L，则：
         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
则该废液中I^-的含量为0.1176mol/L×127g/mol=14.94g•L^-1
故答案为：14.94；
（5）锥形瓶中CuI与浓硝酸反应生成I₂、硝酸铜、二氧化氮与水，反应方程式为：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O，
故答案为：2CuI+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO₂↑+I₂+4H₂O；
（6）图2装置利用升华进行粗碘提纯，通入的冷凝水处于圆底烧瓶底部充分冷凝，则a接水龙头，
故答案为：升华；a．

点评 本题考查物质含量测定、氧化还原反应滴定、物质的分离提纯、一定物质的量浓度溶液配制等，题目比较综合，注意多步反应计算中常利用关系解答．