Question

19．海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在．實驗室里從海藻中提取碘的流程如圖1：

（1）指出提取碘的過程中有關的實驗操作名稱：①過濾，②萃�。�
（2）氧化時，在三頸燒瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂，在40℃左右反應（實驗裝置如圖2所示）．實驗控制在較低溫度下進行的原因是防止碘升華，氯氣充分溶解反應；錐形瓶里發(fā)生反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O
（3）在第②步操作過程中，可加入的有關試劑是B、D
A．酒精          B．四氯化碳          C．醋酸            D．苯
（4）含碘離子的溶液也可以采用圖3方法得到碘
①加入NaNO₂并調(diào)節(jié)pH＜4，反應的離子方程式  2NO₂^-+4H⁺+2I^-=2NO↑+I₂+2H₂O．
②流程中生成的NO尾氣有毒，工業(yè)上將其與O₂按一定比例通入NaOH制備NaNO₂，寫出反應的化學方程式：  4NaOH+O₂+4NO=4NaNO₂+2H₂O．
（5）要測量含碘離子的溶液中I^-的濃度，取25mL該溶液，先加幾滴KSCN溶液，再逐滴滴入0.1mol•L^-1FeCl₃溶液，若消耗FeCl₃溶液20.4mL，則含碘離子的溶液中I^-的濃度為0.082mol/L（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 海帶曬干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，浸泡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，用四氯化碳萃取得到含碘的有機溶液，經(jīng)蒸餾可得到碘，
（1）分離固體和液體用過濾；用一種溶劑把溶質(zhì)從它跟另一種溶劑所組成的溶液里提取出來用萃取；
（2）碘易升華，且氯氣的溶解度隨著溫度的升高而減��；氯氣、碘蒸氣都能和氫氧化鈉溶液反應生成無毒物質(zhì)；
（3）萃取的基本原則兩種溶劑互不相溶，且溶質(zhì)在一種溶劑中的溶解度比在另一種大的多，據(jù)此來選擇合適的試劑；
（4）①NaNO₂又氧化性，可以把I^-氧化為I₂，本身被還原為NO；
②流程中生成的NO尾氣有毒，工業(yè)上將其與O₂按一定比例通入NaOH制備NaNO₂，根據(jù)電子守恒及元素守恒可得反應的化學方程式；
（5）鐵離子具有氧化性能氧化碘離子為碘單質(zhì)，結(jié)合反應定量關系計算．

解答 解：（1）提取碘的過程中①分離難溶性固體與可溶性液體混合物的實驗操作名稱是過濾；②是把碘單質(zhì)從碘水中分離提取到碘的有機物溶液中去，可以利用碘容易溶于有機物，而在水中溶解度較小，水與有機物互不相溶的特點，利用萃取的方法分離提純，
故答案為：過濾；萃��；
（2）氧化時，在三頸燒瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂，在40℃左右反應．實驗控制在較低溫度下進行的原因是防止碘升華，可以使氯氣充分溶解反應；Cl₂是大氣污染物，在排放之前要進行尾氣處理，用NaOH溶液來吸收，錐形瓶里發(fā)生反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：防止碘升華，可以使氯氣充分溶解反應；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）在第②步操作過程中，可加入的有關試劑是與水互不相溶的有機物，
A．酒精與水混溶，不能使用，故A錯誤；
B．四氯化碳與水互不相溶，故B正確；
C．醋酸容易溶于水，故C錯誤；
D．苯與水互不相溶，故D正確；
故答案為：BD；
（4）①NaNO₂又氧化性，可以把I^-氧化為I₂，同時該鹽是強堿弱酸鹽，水溶液顯堿性，也可以調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，加入NaNO₂并調(diào)節(jié)pH＜4，反應的離子方程式是：2NO₂^-+4H⁺+2I^-=2NO↑+I₂+2H₂O，
故答案為：2NO₂^-+4H⁺+2I^-=2NO↑+I₂+2H₂O；
②流程中生成的NO尾氣有毒，工業(yè)上將其與O₂按一定比例通入NaOH制備NaNO₂，根據(jù)電子守恒及元素守恒可得反應的化學方程式為4NaOH+O₂+4NO=4NaNO₂+2H₂O；
（5）鐵離子具有氧化性能氧化碘離子為碘單質(zhì)反應的方程式是：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
n（Fe³⁺）=0.1mol/L×0.0204L=2.04×10^-3mol，
所以n（I^-）=2.04×10^-3mol．
則含碘離子的溶液中I^-的濃度為c（I^-）=$\frac{n（{I}^{-}）}{V}$=2.04×10^-3mol÷$\frac{2.04×1{0}^{-3}mol}{0.025L}$=0.082mol/L，
故答案為：0.082mol/L．

點評 本題主要考查了工業(yè)制備氯氣、鹽類水解、氧化還原反應、離子的檢驗、物質(zhì)的分離和提純等知識點，題目難度中等，元素的推斷是解題的關鍵．