Question

用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。

①浸泡海带：取海带500g，加13～15倍水量分两次浸泡，得浸出液6000mL左右，碘含量为0.5g/L。 

②碱化浸出液除褐藻糖胶：即海带浸出液1000mL，加入浓度为40% 的NaOH溶液，控制pH值为12左右，充分搅拌后使褐藻酸钠絮状沉淀而沉降。采用倾析法分离出清液。

③氧化游离：向上述清液中加入浓度为6mol× L^-1的H₂SO₄溶液，使pH值为1.5～2。往酸化后溶液中加入NaClO溶液或H₂O₂溶液，充分搅拌并观察溶液颜色变化。待溶液由淡黄逐渐变成棕红色即表明I^－离子已转变为多碘离子（I₃^－）。

④交换吸附：氯型强碱性阴离子交换树脂（R—Cl表示）注入交换柱中（树脂层高度为12cm），如右图连接交换装置，待溶液全部通过后，树脂颜色变为黑红色。

⑤洗脱：分两步进行

第一步：取8～10% 的NaOH溶液40mL注入交换柱中。在强碱作用下，树脂颜色逐渐变浅，待树脂基本褪色后，放出溶液，收集于一小烧杯中为碱性洗脱液。    

第二步：取10% 的NaCl溶液40mL注入上述交换柱中。稍待一会儿，慢慢放出溶液收集于另一小烧瓶中，为氯化钠洗脱液。

⑥往碱性洗脱液中滴加H₂SO₄溶液（6mol/L），烧杯底部会析出一层泥状粗碘。

⑦往氯化钠洗脱液中滴加H₂SO₄溶液（6mol/L）使之酸化，再滴加10% 的NaNO₂溶液（在通风橱中进行）。待溶液由无色转变为棕红色直至出现棕黑色浑浊。

⑧离心分离即得粗碘。

试回答下列问题

（1）步骤③在酸性条件下用NaClO（或H₂O₂）氧化碘的离子方程式：   　  　  ，

及I₂ +I^－I₃^－。如何用化学方法检验有多碘离子生成                      。

（2）第④步发生的离子反应为：                             。

（3）步骤⑤洗脱时第一步发生的离子反应为（洗脱液中含有I^－和IO₃^－离子）：

            ；第二步洗脱发生的离子反应为：                  。

（4）步骤⑦发生反应的离子方程式为                                 。

Answer 1

（1）2I^－＋ClO^－＋2H⁺ = I₂＋Cl^－＋H₂O（或   2I^－+2H⁺+H₂O₂=I₂+2H₂O）； 用淀粉试纸

（2）R－Cl＋I₃^－= R－I₃＋Cl^－ 

（3）3R－I₃＋6OH^－ = 3R－I＋5I^－＋IO₃^－＋3H₂O；R－I＋Cl^－ = R－Cl＋I^－。

（4）2I^－＋2NO₂^－ ＋4H⁺ = I₂＋2NO↑＋2H₂O

解析:

本题考查用离子交换法从海带中提取碘。（1）NaClO（或H₂O₂）在酸性条件下有强氧化性，将I^－氧化成I₂；（2）离子交换的原理，根据颜色变化可知，I₃^－交换Cl^－，方程式为R－Cl＋I₃^－= R－I₃＋Cl^－ ；（3）在强碱作用下，树脂颜色逐渐变浅，根据洗脱液中含有I^－和IO₃^－离子，说明R－I₃转化为I^－和IO₃^－，方程式为：3R－I₃＋6OH^－ = 3R－I＋5I^－＋IO₃^－＋3H₂O；加入Cl^－与I^－交换，R－I＋Cl^－ = R－Cl＋I^－；（4）在酸性条件下NO₂^－具有氧化性，将I^－氧化成 I₂。