Question

12．碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的以碘离子形式存在的碘元素．在实验室中，从海藻里提取碘有流程和实验装置如图所示：

（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③过滤，步骤⑤萃取．
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-．
（3）步骤④中若不用氯气，可以选择滴加稀硫酸，再加入H₂O₂，则该反应的离子方程式是2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O．
（4）在步骤⑤中提取碘的过程中，可选择的有机试剂是CD．
A．酒精  B．醋酸  C．四氯化碳  D．苯
（5）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的两种玻璃仪器是分液漏斗；普通漏斗．
（6）请设计出一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
（7）假设海藻中的碘元素都是以KI形式存在的．在本实验中，如果灼烧的干海藻的质量为m₁ g，在提取过程中有16.6%的碘元素损失，最后获得晶体碘质量为m₂ g，则该海藻中含KI的质量分数为$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%（用含m₁、m₂的式子表示）

Answer 1

分析 海带灼烧可生成水和二氧化碳，海带灰中含有碘化钾等物质，溶于水，过滤得到含有碘离子的溶液，加入氯水或通入氯气，氯气置换出碘，得到碘的水溶液，用苯或四氯化碳萃取，经蒸馏可得到碘，以此解答该题．
（1）过滤操作的定义是将固体和液体分开，③是固体和液体分离用过滤方法，⑤是水溶液中碘单质被四氯化碳萃取的实验方法；
（2）氯气可以将碘离子氧化为单质碘；
（3）氯气的作用是其氧化性，可以用氢离子和过氧化氢代替将碘离子氧化为单质碘；
（4）萃取时需要的溶剂不能与水互溶；
（5）分液漏斗和普通漏斗的作用分别为萃取和过滤，碘的水溶液，用苯或四氯化碳萃取，经蒸馏可得到碘，分液萃取的实验中需要用分液漏斗和烧杯；
（6）检验溶液中是否含有碘的方法是用淀粉溶液等知识点来解题；
（7）依据碘元素守恒计算碘化钾的质量分数．

解答 解：（1）将浑浊液分成溶液和残渣的方法为过滤操作，将碘从水溶液中转移到有机相中的过程为萃取，③是固体和液体分离用过滤方法，⑤是水溶液中碘单质被四氯化碳萃取的实验方法，
故答案为：过滤；萃取；
（2）加入过量氯气是为了将溶液中的碘离子转化为单质碘，离子方程式为Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，故答案为：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
（3）加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂，将碘离子转化为单质碘，离子方程式为2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O，
故答案为：2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O；
（4）酒精和醋酸虽然也属于有机溶剂，但它们与水可以互溶，故只能选择CD四氯化碳和苯，故答案为：CD；
（5）分液漏斗用来萃取，普通漏斗用来过滤，恰好少了这两种玻璃仪器，故答案为：分液漏斗；普通漏斗；
（6）检验提取碘后的水是否有残余的单质碘，可以取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
故答案为：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘；
（7）灼烧的干海藻的质量为m₁ g，最后获得晶体碘质量为m₂ g，碘元素物质的量=$\frac{{m}_{2}}{254}$mol，在提取过程中有16.6%的碘元素损失，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，则该海藻中含KI的质量分数=$\frac{\frac{\frac{{m}_{2}}{254}}{83.4%}mol×166g/mol}{{m}_{1}}$×100%=≈$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%，
故答案为：$\frac{{m}_{2}}{1.27{m}_{1}}$×100%．

点评 本题考查了过滤操作、萃取和蒸馏中的注意事项，将碘离子转化为单质碘可以用氯气或酸性双氧水，检验单质碘的方法等知识点，题目难度中等．