Question

15．【材料一】工业上从海产品（海带）中获取碘的流程图如图1：

（1）上述生产流程的第一步是“浸泡”，它的实验目的是使海带中的I^-溶于水；
（2）“氧化”这一操作中可供选用的试剂如下，请你选择的最合适试剂D；
A．Cl₂          B．Br₂          C．浓硫酸         D．H₂O₂（滴加稀硫酸），
（3）上述的生产流程中，“提纯获得单质碘”一般认为经历两步，你认为应选择图2实验装置分别是D、C （按操作的先后顺序填写）；
【材料二】我国实际工业利用海带制取碘，采用的是离子交换法，其流程如图3：
（4）实际工业生产中，酸化、氧化的方法是先加入硫酸酸化，使pH降低到2，然后加入次氯酸钠一类的氧化剂使碘离子氧化，反应的离子方程式：2I^-+ClO^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O；
（5）上述的生产流程中离子交换树脂是用碱性树脂吸附，再用Na₂SO₃一类物质解吸，请问树脂吸附的碘元素状态是游离态（填写“游离态”或“化合态”）．解吸后应加入氧化剂（填“氧化剂”或“还原剂”）可以实现碘析．请写出用Na₂SO₃解吸的化学方程式：Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄．

Answer 1

分析 海带中提取碘的过程再现，其基本过程是先将海带中的碘元素（以I^-存在）提取到水溶液中，再用合适的氧化剂将I^-氧化到I₂（要防止将I₂氧化到更高价态），然后用有机溶剂萃取碘单质，最后分离有机溶剂（分馏）．所以，“浸泡”的实验目的是使海带中的I^-溶于水；最好的氧化剂是H₂O₂，理由：能将I^-氧化到I₂而不能将I₂氧化到更高价态（Cl₂、Br₂能将I₂氧化到HIO₃）；绿色氧化剂，还原产物为H₂O，对环境无污染（浓硫酸的还原产物为SO₂）．根据题意，离子交换树脂吸附的是I₂，解吸是将I₂转化为I^-，碘析是将I^-转化为I₂析出；
（1）上述生产流程的第一步是“浸泡”，目的是把海带中的碘离子溶解形成溶液，从海带中获得碘离子；
（2）工业上从海产品（海带）中获取碘，能将I^-氧化到I₂而不能将I₂氧化到更高价态（Cl₂、Br₂能将I₂氧化到HIO₃），需要选择绿色氧化剂，过氧化氢还原产物为H₂O，对环境无污染；
（3）根据用萃取剂萃取碘单质和用蒸馏提取萃取剂中的碘进行解答；
（4）次氯酸钠中氯元素为+1价，具有强氧化性能氧化碘离子为碘单质；
（5）根据我国实际工业利用海带制取碘的流程图进行解答，离子交换树脂吸附的是I₂，解吸是将I₂转化为I^-，碘析是将I^-转化为I₂析出；

解答 解：（1）将海带加水，经过浸泡后，就可用氯气氧化，氯气氧化的是碘离子，所以该操作是从海带中获得碘离子，
故答案为：使海带中的I^-溶于水；
（2）Br₂、Cl₂氧化2I^-+Cl₂═I₂+2Cl^-，Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，生成Cl^-、Br^-，对环境有污染，浓硫酸氧化碘离子为碘单质，引入硫酸根离子，双氧水（H₂O₂）可氧化碘离子，2I^-+H₂O₂+2H⁺═I₂+2H₂O而自身被还原成水，符合无污染要求，
故答案为：D；
（3）提纯获得单质碘，先需用萃取剂萃取碘水中的碘，用分液漏斗组成的萃取装置，选D，从萃取剂中提取碘单质，需用蒸馏装置，需选C，
故答案为：DC；  
（4）次氯酸钠中氯元素为+1价，具有强氧化性，可将碘离子氧化成单质碘，自身被还原成-1价的氯，方程式为2I^-+ClO^-+2H⁺═I₂+H₂O+Cl^-，
故答案为：2I^-+ClO^-+2H⁺═I₂+H₂O+Cl^-；
（5）从我国实际工业利用海带制取碘的流程图可知，用用碱性树脂吸附，是在碘离子氧化之后，说明此时吸附的是碘单质，所以属于游离态，再用亚硫酸钠一类还原剂解吸，说明碘单质发生还原反应，生成碘离子，所以需氧化剂实现碘析，用Na₂SO₃解吸的化学方程式Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄；
故答案为：游离态，氧化剂；Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI或2NaI+H₂SO₄；

点评 本题主要考查从海带中提取碘的实验，明确物质的分离方法及碘单质的性质是解答的关键，掌握物质性质和实验过程是解题关键，题目难度中等．