Question

用離子交換法從海帶中提取碘是一種較為先進的制碘工藝應用技術。

①浸泡海帶：取海帶500g，加13～15倍水量分兩次浸泡，得浸出液6000mL左右，碘含量為0.5g/L。 

②堿化浸出液除褐藻糖膠：即海帶浸出液1000mL，加入濃度為40% 的NaOH溶液，控制pH值為12左右，充分攪拌后使褐藻酸鈉絮狀沉淀而沉降。采用傾析法分離出清液。

③氧化游離：向上述清液中加入濃度為6mol× L^-1的H₂SO₄溶液，使pH值為1.5～2。往酸化后溶液中加入NaClO溶液或H₂O₂溶液，充分攪拌并觀察溶液顏色變化。待溶液由淡黃逐漸變成棕紅色即表明I^－離子已轉變?yōu)槎嗟怆x子（I₃^－）。

④交換吸附：氯型強堿性陰離子交換樹脂（R—Cl表示）注入交換柱中（樹脂層高度為12cm），如右圖連接交換裝置，待溶液全部通過后，樹脂顏色變?yōu)楹诩t色。

⑤洗脫：分兩步進行

第一步：取8～10% 的NaOH溶液40mL注入交換柱中。在強堿作用下，樹脂顏色逐漸變淺，待樹脂基本褪色后，放出溶液，收集于一小燒杯中為堿性洗脫液。    

第二步：取10% 的NaCl溶液40mL注入上述交換柱中。稍待一會兒，慢慢放出溶液收集于另一小燒瓶中，為氯化鈉洗脫液。

⑥往堿性洗脫液中滴加H₂SO₄溶液（6mol/L），燒杯底部會析出一層泥狀粗碘。

⑦往氯化鈉洗脫液中滴加H₂SO₄溶液（6mol/L）使之酸化，再滴加10% 的NaNO₂溶液（在通風櫥中進行）。待溶液由無色轉變?yōu)樽丶t色直至出現(xiàn)棕黑色渾濁。

⑧離心分離即得粗碘。

試回答下列問題

（1）步驟③在酸性條件下用NaClO（或H₂O₂）氧化碘的離子方程式：   　  　  ，

及I₂ +I^－I₃^－。如何用化學方法檢驗有多碘離子生成                      。

（2）第④步發(fā)生的離子反應為：                             。

（3）步驟⑤洗脫時第一步發(fā)生的離子反應為（洗脫液中含有I^－和IO₃^－離子）：

            ；第二步洗脫發(fā)生的離子反應為：                  。

（4）步驟⑦發(fā)生反應的離子方程式為                                 。

Answer 1

（1）2I^－＋ClO^－＋2H⁺ = I₂＋Cl^－＋H₂O（或   2I^－+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O）； 用淀粉試紙

（2）R－Cl＋I₃^－= R－I₃＋Cl^－ 

（3）3R－I₃＋6OH^－ = 3R－I＋5I^－＋IO₃^－＋3H₂O；R－I＋Cl^－ = R－Cl＋I^－。

（4）2I^－＋2NO₂^－ ＋4H⁺ = I₂＋2NO↑＋2H₂O

解析:

本題考查用離子交換法從海帶中提取碘。（1）NaClO（或H₂O₂）在酸性條件下有強氧化性，將I^－氧化成I₂；（2）離子交換的原理，根據(jù)顏色變化可知，I₃^－交換Cl^－，方程式為R－Cl＋I₃^－= R－I₃＋Cl^－ ；（3）在強堿作用下，樹脂顏色逐漸變淺，根據(jù)洗脫液中含有I^－和IO₃^－離子，說明R－I₃轉化為I^－和IO₃^－，方程式為：3R－I₃＋6OH^－ = 3R－I＋5I^－＋IO₃^－＋3H₂O；加入Cl^－與I^－交換，R－I＋Cl^－ = R－Cl＋I^－；（4）在酸性條件下NO₂^－具有氧化性，將I^－氧化成 I₂。