Question

2．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下從海帶灼燒后的海帶灰中提取碘單質(zhì)的流程：

（1）溶解海帶灰時(shí)要加熱煮沸2～3min的目的是加快I^-溶解，使海帶灰中I^-盡可能全部溶解，操作a的名稱為分液．
（2）向酸化的溶液I中加入H₂O₂的目的為將I^-氧化為I₂．
（3）已知I₂與40%的NaOH溶液反應(yīng)生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：5，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式3I₂+6NaOH=NaIO₃+5NaI+3H₂O．
（4）最后過(guò)濾得到的I₂需要進(jìn)行洗滌和干燥，下列洗滌劑中最應(yīng)該選用的是C（填選項(xiàng)字母）．
A．水              B．乙醇               C．冷水         D．乙醇的水溶液
（5）用Na₂S₂O₃的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定產(chǎn)品的純度，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI．取5.0g產(chǎn)品，配制成100ml溶液．取10.00ml溶液，以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0，.050mol•L^-1Na₂S₂O₃的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示．

編號(hào)	1	2	3
溶液的體積/ml	10.00	10.00	10.00
消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/ml	19.95	17.10	20.05

滴定時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液后，藍(lán)色溶液恰好變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不褪色，碘單質(zhì)在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25.4%（用百分?jǐn)?shù)表示，且保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 海帶灰加入水溶解后加熱2-3分鐘過(guò)濾得到溶液Ⅰ中含碘離子，加入酸酸化，加入過(guò)氧化氫氧化碘離子生成碘單質(zhì)，加入苯萃取分液得到有機(jī)層為含碘單質(zhì)的苯溶液，加入40%的NaOH溶液反萃取分液，得到溶液Ⅲ中為碘離子和碘酸根離子的溶液，加入酸酸化過(guò)濾得到碘單質(zhì)，
（1）升溫能加快溶解速率，碘單質(zhì)在苯中溶解度大于水中的溶解度，利用萃取分液的方法分離得到有機(jī)層；
（2）酸化的溶液Ⅰ中加入過(guò)氧化氫是氧化碘離子生成碘單質(zhì)；
（3）碘單質(zhì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，碘元素化合價(jià)降低為-1價(jià)得到還原產(chǎn)物，升高為正價(jià)得到氧化產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：5，結(jié)合電子守恒計(jì)算升高的化合價(jià)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（4）I₂需要進(jìn)行洗滌和干燥洗滌，洗滌液不能和碘單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不能溶解碘單質(zhì)；
（5）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/LNa₂S₂O₃的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不褪色；依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系 2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-．計(jì)算硫代硫酸鈉消耗的碘單質(zhì)，計(jì)算得到碘單質(zhì)在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）溶解海帶灰時(shí)要加熱煮沸2～3min是加快溶解速率，使碘離子全部溶解，操作a是分離碘單質(zhì)的水溶液，加入苯溶液除去碘單質(zhì)分層分液得到含碘單質(zhì)的有機(jī)層，a操作的名稱為分液，
故答案為：加快I^-溶解，使海帶灰中I^-盡可能全部溶解；分液；
（2）向酸化的溶液I中加入H₂O₂的目的為將I^-氧化為I₂，
故答案為：將I^-氧化為I₂；
（3）碘單質(zhì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，碘元素化合價(jià)降低為-1價(jià)得到還原產(chǎn)物，升高為正價(jià)得到氧化產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：5，結(jié)合電子守恒計(jì)算升高的化合價(jià)為x，1×（x-0）=5×[0-（-1）]，x=+5，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3I₂+6NaOH=NaIO₃+5NaI+3H₂O，
故答案為：3I₂+6NaOH=NaIO₃+5NaI+3H₂O；
（4）I₂需要進(jìn)行洗滌和干燥洗滌，洗滌液不能和碘單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，不能溶解碘單質(zhì)，
A．水能溶解碘單質(zhì)，故A錯(cuò)誤；
B．碘單質(zhì)易溶于乙醇，不能用乙醇洗滌碘單質(zhì)，故B錯(cuò)誤；
C．碘單質(zhì)在冷水中溶解性不大，可以用來(lái)洗滌碘單質(zhì)，故C正確；
D．碘單質(zhì)易溶于乙醇的水溶液，不能用來(lái)洗滌，故D錯(cuò)誤，
故答案為：C；
（5）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為藍(lán)色溶液恰好變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不褪色；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)中消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，舍去，則實(shí)際消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值是=$\frac{19.95+20.05}{2}$=20ml，
則根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-，
                                        2            1
                   0.020L×0.05mol/L         n（I₂）
所以樣品中I₂的物質(zhì)的量是0.050mol/L×0.0200L×$\frac{1}{2}$×10=0.005mol，則碘單質(zhì)在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.005mol×254g/mol}{5.0g}$×100%=25.4%；
故答案為：加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液后，藍(lán)色溶液恰好變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不褪色；25.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水資源的利用、碘單質(zhì)的制備、物質(zhì)性質(zhì)分析判斷等知識(shí)點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．