Question

16．以干海带为原料提取碘单质和氯化钾的过程主要分三步：
完成下列填空：
（1）步骤一：灼烧干海带，使其灰化后用热水浸泡、过滤，制得原料液，含有氯化钾等物质．实验室灼烧海带应放在坩埚（填写仪器名称）中加热，选用热水而不是冷水浸泡海带灰的目的是加快溶解速率．
（2）步骤二：原料液经结晶过滤分离出氯化钾后，向滤液中通适量氯气氧化I^-，制得富碘溶液．实验室模拟氧化过程的实验装置如图所示．

装置中A部分用于制取氯气，实验室制取氯气通常有两种方案：一是在强酸性条件下用氧化剂氧化Cl^-；二是电解法．限用图D中的仪器（支撑仪器、导管、导线、石墨棒和橡皮塞除外），能实现的反应是bc（选填编号）．
a．2NaCl（s）+MnO₂+2H₂SO₄（浓）$\stackrel{△}{→}$MnSO₄+Cl₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
b．2KMnO₄+16HCl（浓）→2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O
c．2NaCl+2H₂O$\stackrel{通电}{→}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
d．4HCl（浓）+MnO₂$\stackrel{△}{→}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
广口瓶B中发生反应的离子方程式是Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-．装置C中NaOH的作用是吸收未反应的氯气，防止污染．
（3）步骤三：取100mL B中富碘溶液，按如下流程分离碘单质．

萃取Ⅱ和酸化过程发生的反应分别是：
3I₂+6OH^-→5I^-+IO₃^-+3H₂O；
5I^-+IO₃^-+6H⁺→3I₂+3H₂O；
萃取剂X应选择c（选填编号）．
a．100mL苯b．10mL乙醇c．10mLCCl₄d．10mL己烯
实验室进行萃取操作的仪器是分液漏斗．操作Ⅰ的名称是过滤．
（4）分离出的KCl样品中常含有少量NaCl和K₂CO₃等物质，设计实验用沉淀法测定氯化钾样品中K₂CO₃的质量分数：
①要用到的化学试剂是BaCl₂或CaCl₂（填写化学式）；
②要测定的物理量是样品质量和干燥沉淀质量．

Answer 1

分析 （1）灼烧固体应选择坩埚来加热灼烧，温度升高物质溶解度增大，热水能加快物质溶解的速度；
（2）氯气制备一是在强酸性条件下用氧化剂氧化Cl^-，实现该反应是常温下发生的氧化还原反应，据此选择实现此条件下的反应，二是电解法．限用图D中的仪器是电解饱和食盐水得到氯气，原料液经结晶过滤分离出氯化钾后，向滤液中通适量氯气氧化I^-，制得富碘溶液，过量的氯气不能直接排放到空气中，用装置C中氢氧化钠溶液吸收避免污染；
（3）萃取是一种常用的分离液-液混合物的方法，它是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同（溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度），用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作，分液是把互不相溶的两种液体分开的操作，一般分液都是与萃取配合使用的；取100mL B中富碘溶液，加入萃取剂X分液得到含碘单质的有机萃取剂，分液后加入氢氧化钠溶液发生反应3I₂+6OH^-→5I^-+IO₃^-+3H₂O，分液得到有机萃取剂重新利用，吸收碘单质的氢氧化钠溶液中加入硫酸酸化，发生反应5I^-+IO₃^-+6H⁺→3I₂+3H₂O，操作Ⅰ后得到碘单质固体，说明操作Ⅰ为过滤；
（4）氯化钾样品中含K₂CO₃，测定K₂CO₃的质量分数，需要加入试剂沉淀碳酸根离子且不引入新的杂质，测定样品质量和生成沉淀质量，依据元素守恒计算碳酸钾的质量分数；

解答 解：（1）灼烧干海带，使其灰化后用热水浸泡、过滤，制得原料液，含有氯化钾等物质．实验室灼烧海带应放在坩埚中加热，选用热水而不是冷水浸泡海带灰的目的是加快溶解速率，
故答案为：坩埚，加快溶解速率；
（2）氯气制备方法：一是在强酸性条件下用氧化剂氧化Cl^-，实现该反应是常温下发生的氧化还原反应，据此选择实现此条件下的反应，二是电解法．限用图D中的仪器是电解饱和食盐水得到氯气，
a．2NaCl（s）+MnO₂+2H₂SO₄（浓）$\stackrel{△}{→}$MnSO₄+Cl₂↑+Na₂SO₄+2H₂O，反应需要加热，故a错误；
b．2KMnO₄+16HCl（浓）→2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O，此反应不需要加热常温下发生反应生成氯气，故b正确；
c．2NaCl+2H₂O$\stackrel{通电}{→}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，反应是通电电解氯化钠溶液，是工业氯碱工业原理，故C正确；
d．4HCl（浓）+MnO₂$\stackrel{△}{→}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应需要加热反应，故d错误；
原料液经结晶过滤分离出氯化钾后，向滤液中通适量氯气氧化I^-，制得富碘溶液，广口瓶B中是发生反应的离子方程式是 Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，过量的氯气不能直接排放到空气中，用装置C中氢氧化钠溶液吸收，避免污染，
故答案为：bc，Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，吸收未反应的氯气，防止污染；
（3）萃取剂X应选择不溶于水的有机溶剂且碘单质在其中溶解性大，
a．苯不溶于水，碘单质在苯中溶解性大，但100mL苯的体积和溶液体积相同，萃取碘单质后浓度小，试剂浪费，故a错误；
b．10mL乙醇和水溶液混溶，不能分层，不能做萃取剂，故b错误；
c．10mLCCl₄ 和水溶液不溶，能分层且碘单质在其中溶解性大，可以做萃取剂，故c正确；
d．10mL己烯和碘单质发生加成反应，不能做萃取剂，故d错误；
故选c，
取100mL B中富碘溶液，加入萃取剂X分液得到含碘单质的有机萃取剂，依据萃取原理可知，萃取剂X应选择不溶于水的有机溶剂且碘单质在其中溶解性大，萃取分液需要的仪器是分液漏斗，烧杯，分液后加入氢氧化钠溶液发生反应3I₂+6OH^-→5I^-+IO₃^-+3H₂O，分液得到有机萃取剂重新利用，吸收碘单质的氢氧化钠溶液中加入硫酸酸化，发生反应5I^-+IO₃^-+6H⁺→3I₂+3H₂O，操作Ⅰ后得到碘单质固体，说明操作Ⅰ为过滤；
故答案为：c，分液漏斗，过滤；
（4）用沉淀法测定氯化钾样品中K₂CO₃的质量分数，称量一定质量的样品，在烧杯中溶解，加入过量BaCl₂或CaCl₂溶液，沉淀碳酸根离子生成沉淀，过滤得到沉淀，洗涤、干燥，称量沉淀质量，计算沉淀物质的量，结合碳元素守恒，计算碳酸钾质量，进而得到碳酸钾的质量分数，
①要用到的化学试剂是BaCl₂或CaCl₂，
故答案为：BaCl₂或CaCl₂；
②要测定的物理量是需要测定样品质量和干燥沉淀质量，
故答案为：样品质量和干燥沉淀质量；

点评 本题考查了海水资源的应用，实验基本操作，氯气制备方法和装置选择，物质的提纯分离试验过程设计，注意萃取分液实验原理和操作的理解应用，题目难度中等．