Question

5．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的过程如图所示：

请填写下列空白：
（1）灼烧海藻时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是BDEF （从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）．
A．烧杯     B．瓷坩埚    C．表面皿    D．泥三角   E．酒精灯   F．坩埚钳
（2）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①过滤、②萃取（分液）．
（3）提取碘的过程中，下列试剂不能使用的是A．其原因是酒精与水互溶．
A．酒精       B．苯     C．汽油
过程②的提取操作通常在分液漏斗（仪器名称）中进行，若得到的是含碘的四氯化碳溶液，静置后分层，下层为紫（红）色色．
（4）“加碘食盐”中的碘主要以碘酸钾形式存在，测定“加碘食盐”中碘元素含量的一种方法如下：称取50.0g食盐溶于适量水，加入过量碘化钾和稀硫酸，其反应的化学方程式为：
KIO₃+5KI+3H₂SO₄→3K₂SO₄+3I₂+H₂O
①该反应的氧化产物和还原产物的质量比为5：1．
②实验中，若测得生成3.0×10^-5 mol I₂，则该食盐中碘元素的含量是25.4mg/kg．（精确至0.1）

Answer 1

分析 （1）根据实验操作步骤灼烧来分析用到的实验仪器；
（2）分离固体和液体用过滤；用一种溶剂把溶质从它跟另一种溶剂所组成的溶液里提取出来用萃取；萃取的基本原则两种溶剂互不相溶，且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多；
（3）萃取的基本原则两种溶剂互不相溶，且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多，萃取剂与溶质不反应，据此来选择合适的试剂；
（4）①根据氧化还原反应中得失电子数相等配平，根据I元素的变化分析；
②依据KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O进行计算；

解答 解：（1）灼烧固体物质一般使用（瓷）坩埚，而瓷坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上，三脚架下面的空间放酒精灯，灼烧海带时，除需要三脚架、泥三角外，还需要用到的实验仪器是，瓷坩埚、泥三角、酒精灯、坩埚钳；
故答案为：BDEF；
（2）分离固体和液体用过滤；利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它跟另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取，将碘水中的碘单质萃取出来，选择合适的萃取剂即可，
故答案为：过滤；萃取（分液）；
（3）萃取的基本原则两种溶剂互不相溶，且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多，萃取剂与溶质不反应，酒精与水互溶，所以不能选用；
碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳和水都不互溶，且四氯化碳和碘不反应，故可用四氯化碳，若得到的是含碘的四氯化碳溶液，静置后分层，下层为紫（红）色，分离互不相溶的液体用分液漏斗；
故答案为：A；酒精与水互溶；紫（红）色；
（4）①该反应中化合价的变化为：KIO₃→I₂，I元素由+5价→0价，一个KIO₃分子得5个电子；KI→I₂，I元素由-1价→0价，KI为还原剂，一个KI失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO₃的计量数为1，KI的计量数为5，根据原子守恒配平为KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，反应中氧化产物和还原产物的质量比为5：1；
故答案为：5：1；
②KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
 1                                              3
1.0×10^-5                                3.0×10^-5
则50克食盐中含碘元素的物质的量为1.0×10^-5mol，1000g食盐中碘元素物质的量为：1.0×10^-5mol×20=2.0×10^-4mol，1000g食盐中碘元素的质量为：2.0×10^-4mol×127g/mol=254×10^-4g=25.4mg，所以该食盐中碘元素的含量是25.4mg/kg，
故答案为：25.4．

点评 本题考查了物质的分离提纯方法、性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握物质分离与提纯方法，正确理解提纯原理为解答本题的关键，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力．