Question

15．【材料一】工業(yè)上從海產(chǎn)品（海帶）中獲取碘的流程圖如圖1：

（1）上述生產(chǎn)流程的第一步是“浸泡”，它的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘购�帶中的I^-溶于水；
（2）“氧化”這一操作中可供選用的試劑如下，請(qǐng)你選擇的最合適試劑D；
A．Cl₂          B．Br₂          C．濃硫酸         D．H₂O₂（滴加稀硫酸），
（3）上述的生產(chǎn)流程中，“提純獲得單質(zhì)碘”一般認(rèn)為經(jīng)歷兩步，你認(rèn)為應(yīng)選擇圖2實(shí)驗(yàn)裝置分別是D、C （按操作的先后順序填寫(xiě)）；
【材料二】我國(guó)實(shí)際工業(yè)利用海帶制取碘，采用的是離子交換法，其流程如圖3：
（4）實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，酸化、氧化的方法是先加入硫酸酸化，使pH降低到2，然后加入次氯酸鈉一類(lèi)的氧化劑使碘離子氧化，反應(yīng)的離子方程式：2I^-+ClO^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O；
（5）上述的生產(chǎn)流程中離子交換樹(shù)脂是用堿性樹(shù)脂吸附，再用Na₂SO₃一類(lèi)物質(zhì)解吸，請(qǐng)問(wèn)樹(shù)脂吸附的碘元素狀態(tài)是游離態(tài)（填寫(xiě)“游離態(tài)”或“化合態(tài)”）．解吸后應(yīng)加入氧化劑（填“氧化劑”或“還原劑”）可以實(shí)現(xiàn)碘析．請(qǐng)寫(xiě)出用Na₂SO₃解吸的化學(xué)方程式：Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄．

Answer 1

分析 海帶中提取碘的過(guò)程再現(xiàn)，其基本過(guò)程是先將海帶中的碘元素（以I^-存在）提取到水溶液中，再用合適的氧化劑將I^-氧化到I₂（要防止將I₂氧化到更高價(jià)態(tài)），然后用有機(jī)溶劑萃取碘單質(zhì)，最后分離有機(jī)溶劑（分餾）．所以，“浸泡”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘购�帶中的I^-溶于水；最好的氧化劑是H₂O₂，理由：能將I^-氧化到I₂而不能將I₂氧化到更高價(jià)態(tài)（Cl₂、Br₂能將I₂氧化到HIO₃）；綠色氧化劑，還原產(chǎn)物為H₂O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染（濃硫酸的還原產(chǎn)物為SO₂）．根據(jù)題意，離子交換樹(shù)脂吸附的是I₂，解吸是將I₂轉(zhuǎn)化為I^-，碘析是將I^-轉(zhuǎn)化為I₂析出；
（1）上述生產(chǎn)流程的第一步是“浸泡”，目的是把海帶中的碘離子溶解形成溶液，從海帶中獲得碘離子；
（2）工業(yè)上從海產(chǎn)品（海帶）中獲取碘，能將I^-氧化到I₂而不能將I₂氧化到更高價(jià)態(tài)（Cl₂、Br₂能將I₂氧化到HIO₃），需要選擇綠色氧化劑，過(guò)氧化氫還原產(chǎn)物為H₂O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；
（3）根據(jù)用萃取劑萃取碘單質(zhì)和用蒸餾提取萃取劑中的碘進(jìn)行解答；
（4）次氯酸鈉中氯元素為+1價(jià)，具有強(qiáng)氧化性能氧化碘離子為碘單質(zhì)；
（5）根據(jù)我國(guó)實(shí)際工業(yè)利用海帶制取碘的流程圖進(jìn)行解答，離子交換樹(shù)脂吸附的是I₂，解吸是將I₂轉(zhuǎn)化為I^-，碘析是將I^-轉(zhuǎn)化為I₂析出；

解答 解：（1）將海帶加水，經(jīng)過(guò)浸泡后，就可用氯氣氧化，氯氣氧化的是碘離子，所以該操作是從海帶中獲得碘離子，
故答案為：使海帶中的I^-溶于水；
（2）Br₂、Cl₂氧化2I^-+Cl₂═I₂+2Cl^-，Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，生成Cl^-、Br^-，對(duì)環(huán)境有污染，濃硫酸氧化碘離子為碘單質(zhì)，引入硫酸根離子，雙氧水（H₂O₂）可氧化碘離子，2I^-+H₂O₂+2H⁺═I₂+2H₂O而自身被還原成水，符合無(wú)污染要求，
故答案為：D；
（3）提純獲得單質(zhì)碘，先需用萃取劑萃取碘水中的碘，用分液漏斗組成的萃取裝置，選D，從萃取劑中提取碘單質(zhì)，需用蒸餾裝置，需選C，
故答案為：DC；  
（4）次氯酸鈉中氯元素為+1價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，可將碘離子氧化成單質(zhì)碘，自身被還原成-1價(jià)的氯，方程式為2I^-+ClO^-+2H⁺═I₂+H₂O+Cl^-，
故答案為：2I^-+ClO^-+2H⁺═I₂+H₂O+Cl^-；
（5）從我國(guó)實(shí)際工業(yè)利用海帶制取碘的流程圖可知，用用堿性樹(shù)脂吸附，是在碘離子氧化之后，說(shuō)明此時(shí)吸附的是碘單質(zhì)，所以屬于游離態(tài)，再用亞硫酸鈉一類(lèi)還原劑解吸，說(shuō)明碘單質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，生成碘離子，所以需氧化劑實(shí)現(xiàn)碘析，用Na₂SO₃解吸的化學(xué)方程式Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄；
故答案為：游離態(tài)，氧化劑；Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄；

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)，明確物質(zhì)的分離方法及碘單質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程是解題關(guān)鍵，題目難度中等．