Question

15．洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，主要以碘化物形式存在．有一化學(xué)課外小組用海帶為原料制取少量碘單質(zhì)，他們將海帶灼燒成灰，用水浸泡一段時間（以讓碘化物充分溶解在水中），得到海帶灰懸濁液，然后按以下實(shí)驗(yàn)流程提取單質(zhì)碘．

（1）灼燒海帶時需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是ACDE（從下列儀器中選出所需的儀器，用標(biāo)號字母填寫在空白處）．
A．坩堝  B．坩堝鉗  C．三腳架  D．泥三角E．酒精燈
（2）過程②中充入足量Cl₂的目的是將I^-全部氧化為I₂，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
（3）操作③中所用的有機(jī)試劑可以是苯或CCl₄（只填一種）．
（4）操作過程③可以分解為如下幾步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；
B．把50mL碘水和15mL有機(jī)溶劑（你所選）加入分液漏斗中，蓋好玻璃塞；
C．檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D．倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，不時旋開活塞放氣，后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；
E．旋開活塞，用燒杯接收溶液；
F．從分液漏斗上口倒出上層液體；
G．將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準(zhǔn)；
H．靜置、分層．
a．上述G步操作的目的是便于下層液體流出；
b．最后碘的有機(jī)溶液是通過（3）中選苯則填“漏斗上口”，（3）中選CCl₄則填“漏斗下口”獲得（填“漏斗上口”或“漏斗下口”）．
（5）若要檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘，可以取樣加入淀粉溶液，觀察顏色變化．
（6）從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶液，還需要經(jīng)過蒸餾，觀察圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，指出其錯誤有3處．

Answer 1

分析 以海帶為原料獲得少量碘單質(zhì)：將海帶在坩堝中灼燒得到海帶灰，將海帶灰浸泡得到海帶灰懸濁液，然后采用過濾的方法將殘?jiān)�和溶液分離，得到含有碘化鉀的溶液，向水溶液中通入足量Cl₂，發(fā)生反應(yīng)為2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂，向含有碘單質(zhì)的溶液中加入萃取劑四氯化碳或苯萃取蒸餾得到碘單質(zhì)，以此解答．
（1）根據(jù)儀器的作用和實(shí)驗(yàn)操作選取儀器；
（2）過濾后的濾液中含碘離子，可以被氧化為碘單質(zhì)，充入足量Cl₂將I^-全部氧化為I₂；
（3）萃取劑必須具備下列條件：碘在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和水不互溶，且萃取劑和碘不反應(yīng)；
（4）a．分液漏斗使用時：將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準(zhǔn)，平衡氣壓；
b．密度大于水的萃取劑從下口流出，密度小于水的從上口倒出；
（5）根據(jù)碘單質(zhì)遇到淀粉會變藍(lán)色來檢驗(yàn)是否還有碘單質(zhì)；
（6）從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)試劑，還需要經(jīng)過蒸餾，對照蒸餾操作，如圖錯誤為缺少石棉網(wǎng)，溫度計(jì)水銀球位置錯誤，冷凝水水流方向錯誤．

解答 解：由提取單質(zhì)碘的實(shí)驗(yàn)流程可知，①為過濾，濾液中含碘離子，②中發(fā)生Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，得到碘水溶液，③為萃取分液得到含碘的有機(jī)溶液．
（1）灼燒海帶時用坩堝盛放海帶，用帶鐵圈的鐵架臺或三腳架和泥三角上放置坩堝，用酒精燈進(jìn)行加熱，所以灼燒海帶時需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是坩堝、帶鐵圈的鐵架臺或三腳架、泥三角、酒精燈，即ACDE，
故答案為：ACDE；
（2）步驟②用氯氣置換碘離子，充入足量Cl₂將I^-全部氧化為I₂，其反應(yīng)離子方程式為2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂，
故答案為：將I^-全部氧化為I₂；Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；
（3）萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度，溶質(zhì)和萃取劑不反應(yīng)，萃取劑和原來溶劑不能互溶，苯或四氯化碳符合萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)，所以可以用苯或四氯化碳作萃取劑，
故答案為：苯或四氯化碳；
（4）a．分液漏斗使用時：將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準(zhǔn)，可以平衡氣壓，便于液體流出，
故答案為：便于下層液體流出；
b．分液漏斗中的下層液體從下口漏出，上層液體從上口倒出，萃取劑四氯化碳的密度大于水，含有碘單質(zhì)的四氯化碳在下層，從下口漏出，選用苯/汽油/煤油這些物質(zhì)密度小于水，應(yīng)從漏斗上口倒出，
故答案為：（3）中選苯則填“漏斗上口”，（3）中選CCl₄則填“漏斗下口”；
（5）提取碘后的水溶液中若是含有單質(zhì)碘，則遇到淀粉會變藍(lán)色，可以取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍(lán)色，如果變藍(lán)，說明還有單質(zhì)碘，
故答案為：淀粉溶液；   
（6）由圖可知，燒瓶加熱需要石棉網(wǎng)，溫度計(jì)水銀球應(yīng)與燒瓶支管口相平，冷卻水應(yīng)下進(jìn)上出，則錯誤為缺少石棉網(wǎng)，溫度計(jì)水銀球位置錯誤，冷凝水水流方向錯誤，共3處，
故答案為：3．

點(diǎn)評 本題考查了海水資源的綜合利用，為高頻考點(diǎn)，涉及知識點(diǎn)較多，把握實(shí)驗(yàn)流程及發(fā)生的反應(yīng)、萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)、蒸餾實(shí)驗(yàn)原理及裝置等知識點(diǎn)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等．