Question

3．碘及其化合物可广泛用于医药和工业生产等．
（1）实验室用海带提取I₂时操作步骤依次为：灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取（或萃取分液）及蒸馏．
（2）灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、玻璃棒外，还需要的实验仪器是坩埚（或瓷坩埚）、泥三角．
（3）“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐．现要检验溶液中的I^-，需选择的试剂组合及其先后顺序是ba．（选填编号）
a．AgNO₃溶液       b．Ba（NO₃）₂溶液      c．BaCl₂溶液      d．CaCl₂溶液
（4）在海带灰滤液中加入适量氯水后一定存在I₂，可能存在IO₃^-．
请补充完整检验含I₂溶液中是否含有IO₃^-的实验方案（可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液、Na₂SO₃溶液）：
①取适量含I₂溶液用CCl₄多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；
②从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，若溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-，若溶液不变蓝，说明滤液中不含有IO₃^-．
（5）分解水可用SO₂/I₂循环法．该法共涉及三步化学反应．SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$ 2SO₂↑+O₂↑+2H₂O；2HI$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂+I₂．与传统的分解水的方法相比，本法的优点是节约电能；缺点是使用能造成污染环境的SO₂．

Answer 1

分析 （1）海带中碘以离子形式存在，烧、溶解、过滤后，需要加氧化剂转化为碘单质，再萃取碘；
（2）灼烧海带时在坩埚中进行；
（3）“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐．现要检验溶液中的I^-，显加硝酸钡排除硫酸盐和碳酸盐的干扰，再利用硝酸银检验碘离子；
（4）检验含I₂溶液中是否含有IO₃^-，萃取后，利用水层是否具有氧化性来说明；
（5）分解水可用SO₂/I₂循环法，先发生氧化还原反应生成硫酸、HI，再发生硫酸的分解、HI的分解反应，从而避免电解水的能源消耗，但有二氧化硫的排放．

解答 解：（1）海带中碘以离子形式存在，烧、溶解、过滤后，需要加氧化剂转化为碘单质，再萃取碘，则步骤为灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取（或萃取分液） 及蒸馏，
故答案为：氧化；萃取（或萃取分液）；
（2）灼烧海带时在坩埚中进行，则需要的仪器为三脚架、酒精灯、玻璃棒、坩埚（或瓷坩埚）、泥三角，故答案为：坩埚（或瓷坩埚）、泥三角；
（3）“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐．现要检验溶液中的I^-，显加硝酸钡排除硫酸盐和碳酸盐的干扰，再利用硝酸银检验碘离子，则需选择的试剂组合及其先后顺序是ba，故答案为：ba；
（4）检验含I₂溶液中是否含有IO₃^-，步骤为①取适量含I₂溶液用CCl₄多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；②从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，若溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-，若溶液不变蓝，说明滤液中不含有IO₃^-，
故答案为：从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na₂SO₃溶液，若溶液变蓝，说明滤液中含有IO₃^-，若溶液不变蓝，说明滤液中不含有IO₃^-；
（5）分解水可用SO₂/I₂循环法，先发生氧化还原反应生成硫酸、HI，再发生硫酸的分解、HI的分解反应，涉及的反应为SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄、2H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+O₂↑+2H₂O、2HI$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂+I₂，与传统的分解水的方法相比，本法的优点是节约电能；缺点是使用能造成污染环境的SO₂，
故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄；2HI$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂+I₂；节约电能；使用能造成污染环境的SO₂．

点评 本题考查海水资源利用及分离提纯实验方案的设计，为高频考点，把握氧化还原反应原理、离子检验及实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．