Question

活性炭吸附法是工业提碘的主要方法之一．其流程如下：

完成下列填空：
（1）酸性条件下，NaNO₂溶液只能将I^-氧化为I₂，同时生成NO．写出反应①的离子方程式并标出电子转移的数目和方向

 

．
（2）氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，但工业上氧化卤水中I^-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，可能的原因是什么？

 

．
（3）反应②发生时，溶液底部有紫黑色的固体生成，有时溶液上方产生紫色的气体．解释产生这种现象的原因

 

，所以，反应②需要在

 

条件下进行．
（4）流程中，碘元素经过了I₂→I^-、IO₃^-→I₂的变化过程，这样反复的原因是

 

．
（5）流程中用到的NaHSO₃溶液显弱酸性．是因为该溶液中存在以下的平衡：①HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-和②

 

（写出离子方程式）向0.1mol/L的NaHSO₃溶液中分别加入以下物质，回答问题：
a．加入少量金属Na，平衡①如何移动？

 

，溶液的pH如何变化？

 

．
b．加入氨水至中性，则式子：c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃）＞c（H⁺）=c（OH^-），是否正确

 

，解释原因

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,盐类水解的应用,氯、溴、碘及其化合物的综合应用,含硫物质的性质及综合应用

专题：常规题型,实验设计题

分析：（1）亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，酸性条件下，二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水；
（2）氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质；
（3）碘在水中的溶解度不大，且易升华；
（4）流程中，碘元素经过了I₂→I^-、IO₃^-→I₂的变化过程，这样反复的原因是富集碘元素．
（5）NaHSO₃溶液显弱酸性，是因为HSO₃^-的电离程度大于水解程度；
向0.1mol/L的NaHSO₃溶液中分别加入以下物质：
a．加入少量金属Na，Na与HSO₃^-电离出的H⁺反应，促使平衡②右移，HSO₃^-离子浓度减小，又促使平衡①左移，c（H⁺）浓度减小，溶液的pH升高；
b．加入氨水至中性，加入氨水至中性，c（H⁺）=c（OH^-），根据物料守恒判断．

解答： 解：（1）亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，酸性条件下，二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水，离子反应方程式为：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O，
故答案为：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO+I₂+2H₂O；
（2）氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质，故工业上氧化卤水中I^-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，故答案为：氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质；
（3）反应②发生时，溶液底部有紫黑色的固体生成，有时溶液上方产生紫色的气体．解释产生这种现象的原因 碘在水中的溶解度不大，且易升华，所以，反应②需要在 水浴加热条件下进行，故答案为：碘在水中的溶解度不大，且易升华，水浴加热；
（4）流程中，碘元素经过了I₂→I^-、IO₃^-→I₂的变化过程，这样反复的原因是 富集碘元素，故答案为：富集碘元素；
（5）NaHSO₃溶液显弱酸性，是因为该溶液中存在以下的平衡：①水解：HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-和②电离：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，电离程度大于水解程度；
故答案为：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺；
向0.1mol/L的NaHSO₃溶液中分别加入以下物质：
a．加入少量金属Na，Na与HSO₃^-电离出的H⁺反应，促使平衡②右移，HSO₃^-离子浓度减小，又促使平衡①左移，c（H⁺）浓度减小，溶液的pH升高，
故答案为：逆向移动；pH升高；
b．加入氨水至中性，加入氨水至中性，c（H⁺）=c（OH^-），根据物料守恒，则式子：c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃）＞c（H⁺）=c（OH^-）正确，
故答案为：正确；物料守恒．

点评：本题考查卤素、含硫物质的性质和应用、氧化还原反应、电解质溶液，涉及弱电解质的电离和盐类的水解、守恒关系的应用，平衡分析和溶液中离子浓度关系判断是解题关键，题目难度中等．