Question

12．碘是人體必須的元素之一，海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的以碘離子形式存在的碘元素．在實(shí)驗(yàn)室中，從海藻里提取碘有流程和實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

（1）指出上述提取碘的過程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的名稱：步驟③過濾，步驟⑤萃�。�
（2）寫出步驟④對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-．
（3）步驟④中若不用氯氣，可以選擇滴加稀硫酸，再加入H₂O₂，則該反應(yīng)的離子方程式是2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O．
（4）在步驟⑤中提取碘的過程中，可選擇的有機(jī)試劑是CD．
A．酒精  B．醋酸  C．四氯化碳  D．苯
（5）為了使海藻灰中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液，即完成步驟③至⑤，實(shí)驗(yàn)室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)、以及必要的夾持儀器和物品，尚缺少的兩種玻璃儀器是分液漏斗；普通漏斗．
（6）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出一種檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘的簡(jiǎn)單方法取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色，如果變藍(lán)，說明還有單質(zhì)碘．
（7）假設(shè)海藻中的碘元素都是以KI形式存在的．在本實(shí)驗(yàn)中，如果灼燒的干海藻的質(zhì)量為m₁ g，在提取過程中有16.6%的碘元素?fù)p失，最后獲得晶體碘質(zhì)量為m₂ g，則該海藻中含KI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的式子表示）

Answer 1

分析 海帶灼燒可生成水和二氧化碳，海帶灰中含有碘化鉀等物質(zhì)，溶于水，過濾得到含有碘離子的溶液，加入氯水或通入氯氣，氯氣置換出碘，得到碘的水溶液，用苯或四氯化碳萃取，經(jīng)蒸餾可得到碘，以此解答該題．
（1）過濾操作的定義是將固體和液體分開，③是固體和液體分離用過濾方法，⑤是水溶液中碘單質(zhì)被四氯化碳萃取的實(shí)驗(yàn)方法；
（2）氯氣可以將碘離子氧化為單質(zhì)碘；
（3）氯氣的作用是其氧化性，可以用氫離子和過氧化氫代替將碘離子氧化為單質(zhì)碘；
（4）萃取時(shí)需要的溶劑不能與水互溶；
（5）分液漏斗和普通漏斗的作用分別為萃取和過濾，碘的水溶液，用苯或四氯化碳萃取，經(jīng)蒸餾可得到碘，分液萃取的實(shí)驗(yàn)中需要用分液漏斗和燒杯；
（6）檢驗(yàn)溶液中是否含有碘的方法是用淀粉溶液等知識(shí)點(diǎn)來解題；
（7）依據(jù)碘元素守恒計(jì)算碘化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）將渾濁液分成溶液和殘?jiān)�的方法為過濾操作，將碘從水溶液中轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中的過程為萃取，③是固體和液體分離用過濾方法，⑤是水溶液中碘單質(zhì)被四氯化碳萃取的實(shí)驗(yàn)方法，
故答案為：過濾；萃��；
（2）加入過量氯氣是為了將溶液中的碘離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘，離子方程式為Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，故答案為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
（3）加入氫離子和過氧化氫起的作用為氧化劑，將碘離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘，離子方程式為2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O，
故答案為：2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O；
（4）酒精和醋酸雖然也屬于有機(jī)溶劑，但它們與水可以互溶，故只能選擇CD四氯化碳和苯，故答案為：CD；
（5）分液漏斗用來萃取，普通漏斗用來過濾，恰好少了這兩種玻璃儀器，故答案為：分液漏斗；普通漏斗；
（6）檢驗(yàn)提取碘后的水是否有殘余的單質(zhì)碘，可以取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色，如果變藍(lán)，說明還有單質(zhì)碘．
故答案為：取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色，如果變藍(lán)，說明還有單質(zhì)碘；
（7）灼燒的干海藻的質(zhì)量為m₁ g，最后獲得晶體碘質(zhì)量為m₂ g，碘元素物質(zhì)的量=$\frac{{m}_{2}}{254}$mol，在提取過程中有16.6%的碘元素?fù)p失，原干海藻中碘元素=$\frac{\frac{{m}_{2}}{254}}{1-16.6%}$mol=$\frac{\frac{{m}_{2}}{254}}{83.4%}$mol，則該海藻中含KI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{\frac{{m}_{2}}{254}}{83.4%}mol×166g/mol}{{m}_{1}}$×100%=≈$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%，
故答案為：$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了過濾操作、萃取和蒸餾中的注意事項(xiàng)，將碘離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘可以用氯氣或酸性雙氧水，檢驗(yàn)單質(zhì)碘的方法等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等．