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．在實驗室中，從海藻里提取碘有流程和實驗裝置如圖所示：

（1）指出上述提取碘的過程中有關實驗操作的名稱：步驟③過濾，步驟⑤萃�。�
（2）寫出步驟④對應反應的離子方程式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化為碘的有機溶液，即完成步驟③至⑤，實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導管、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）請設計出一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡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)藍色，如果變藍，說明還有單質碘．
（7）假設海藻中的碘元素都是以KI形式存在的．在本實驗中，如果灼燒的干海藻的質量為m₁ g，在提取過程中有16.6%的碘元素損失，最后獲得晶體碘質量為m₂ g，則該海藻中含KI的質量分數(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，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是水溶液中碘單質被四氯化碳萃取的實驗方法；
（2）氯氣可以將碘離子氧化為單質碘；
（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碘；
（4）萃取時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，分液萃取的實驗中需要用分液漏斗和燒杯；
（6）檢驗溶液中是否含有碘的方法是用淀粉溶液等知識點來解題；
（7）依據(jù)碘元素守恒計算碘化鉀的質量分數(shù)．

解答 解：（1）將渾濁液分成溶液和殘渣的方法為過濾操作，將碘從水溶液中轉移到有機相中的過程為萃取，③是固體和液體分離用過濾方法，⑤是水溶液中碘單質被四氯化碳萃取的實驗方法，
故答案為：過濾；萃取；
（2）加入過量氯氣是為了將溶液中的碘離子轉化為單質碘，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，將碘離子轉化為單質碘，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）檢驗提取碘后的水是否有殘余的單質碘，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)藍色，如果變藍，說明還有單質碘．
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)藍色，如果變藍，說明還有單質碘；
（7）灼燒的干海藻的質量為m₁ g，最后獲得晶體碘質量為m₂ g，碘元素物質的量=$\frac{{m}_{2}}{254}$mol，在提取過程中有16.6%的碘元素損失，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的質量分數(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%．

點評 本題考查了過濾操作、萃取和蒸餾中的注意事項，將碘離子轉化為單質碘可以用氯氣或酸性雙氧水，檢驗單質碘的方法等知識點，題目難度中等．