- 海带、海藻中提取碘
- 共138题
碘在医药、照相、橡胶、染料、气象等许多领域都具有广泛的用途,海洋中虽然含碘的浓度相当小,每升海水中平均含碘0.06mg,但海洋里碘的总储量仍很惊人--9.3×1010t,比陆地上要多得多.一般生长在海底的海带含碘0.3%~0.5%,有的可达1%,比海水中碘的浓度高出十几万倍!海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在).实验室提取碘的流程如下:
(1)在虚线框内画出实验操作①的仪器装置示意图.实验操作③的名称是______,所用主要仪器名称为______.
说明:实验装置中仪器用下面方法表示.铁架台、连接胶管等不必画出,如需加热,在仪器下方用“△”表示.下列图1均为玻璃仪器,应标清液面或固体可视界面.
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是______(填序号).
A.酒精(沸点78℃) B.四氯化碳(沸点77℃)
C.甘油(沸点290℃) D.苯(沸点80℃)
(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl,为消耗此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量______(填序号)溶液,反应的离子方程式为______.
A.KIO3 B.HClO C.KI D.Br2
(4)为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂,采用水浴加热蒸馏(如图2所示).请指出图中实验装置中错误之处(有处填几处,下列空白可不填满,也可补充).
①______,②______,③______,④______.
(5)实验中使用水浴的原因是______,最后晶体碘聚集在______(填仪器名称)中.
正确答案
萃取分液
分液漏斗
BD
C
ICl+I-═Cl-+I2
缺石棉网
温度计插到了液体中
冷凝管进出水方向颠倒
无
有机溶剂沸点较低,水浴加热可控制温度不致过高,避免碘蒸气进入冷凝管,且可使蒸馏烧瓶受热均匀
蒸馏烧瓶
解析
解:(1)分离固体和液体用过滤,实验操作①是过滤,装置如下:,③将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂,进行萃取分液即可,要使用分液漏斗,故答案为:
;萃取分液;分液漏斗;
(2)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,从题给信息可知,酒精、甘油和水互溶,不能用作萃取剂,苯、四氯化碳与水互不相容,故可用,故答案为:BD;
(3)要实现转化ICl→I2,应该加入还原剂,且不引进杂质离子,可以选择还原性较强的碘离子,发生离子反应为ICl+I-═Cl-+I2,故答案为:C;ICl+I-═Cl-+I2;
(4)烧杯受热要垫石棉网,增大受热面积;冷凝水应是下进上出,冷凝水的方向错误,应为下进上出;温度计水银球的位置错误,温度计水银球应与烧瓶支管口相平;
故答案为:缺石棉网;温度计插到了液体中;冷凝管进出水方向颠倒;
(5)水浴加热的温度是使试管内或烧杯内试剂受热温度均匀,具有长时间加热温度保持恒定的特点,四氯化碳沸点:76.8℃,碘单质沸点为184℃,所以最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集,
故答案为:有机溶剂沸点较低,水浴加热可控制温度不致过高,避免碘蒸气进入冷凝管,且可使蒸馏烧瓶受热均匀;蒸馏烧瓶.
某同学为了验证海带中含有碘,拟进行以下实验,请回答相关问题.
(1)第1步:灼烧.操作时将足量海带灼烧成灰烬,该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有______(填代号,限填3项)
A.试管B.瓷坩埚C.坩埚钳D.三脚架
E.泥三角F.酒精灯G.烧杯H.量筒
(2)第2步:I-溶液的获取.操作是______.
(3)第3步:氧化的操作中依次加入合适的试剂.下列氧化剂最好选用______(填代号)
A.浓硫酸B.新制氯水C.高锰酸钾溶液D.双氧水
(4)第4步:碘单质的检验,操作是取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中含有碘.
正确答案
BEF
将灰烬转移到烧杯中,加适量的蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸后,过滤
D
解析
解:(1)瓷质或玻璃制品属于硅酸盐质实验仪器,根据灼烧所用仪器分析可知有坩埚、泥三角、酒精灯,故答案为:BEF;
(2)海带灼烧成灰烬后,将灰烬转移到烧杯中,加适量的蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸后,过滤,
故答案为:将灰烬转移到烧杯中,加适量的蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸后,过滤;
(3)双氧水是绿色氧化剂,不产生污染物,也不引入杂质,所以最好的氧化剂是双氧水,故答案为:D.
材料一:苏教版《化学1(必修)》工业上从海产品(海带)中获取碘的流程图如下:
回答(1)~(3)三个小题:
(1)上述生产流程的第一步是“浸泡”,它的实验目的是______;
(2)“氧化”这一操作中可供选用的试剂:Cl2、Br2、浓硫酸和H2O2(滴加稀硫酸),从无污染角度考虑,你认为选择的合适试剂是______,反应中I-转化为I2的离子反应方程式为______;
(3)上述的生产流程中,“提纯获得单质碘”一般认为经历两步,你认为应选择的实验装置分别是______(按操作的先后顺序填写);
材料二:我国实际工业利用海带制取碘,采用的是离子交换法,其流程如下:
淡干海带→浸泡→浸泡液净化→上层清液→酸化→氧化→离子交换树脂吸附→解吸→碘析→精制→成品碘↓残渣(加热)→上层清液→返回
试回答(4)~(6)三个小题:
(4)实际工业生产中,酸化、氧化的方法是先加入硫酸酸化,使pH降低到2,然后加入次氯酸钠一类的氧化剂,使碘离子氧化.工业通常不用氯气氧化原因是:______.写出该过程的离子方程式______;
(5)有资料显示,为减少化学物质对环境的污染,工业可以采用电化学法制备,在______(填“阴极”或“阳极”)可以收集到碘单质.写出该极的电极方程式______;
(6)上述的生产流程中离子交换树脂是用碱性树脂吸附,再用亚硫酸钠一类还原剂解吸,请问树脂吸附的碘元素状态是______(填写“游离态”或“化合态”).解吸后应加入______(填写下列编号:A.氧化剂、B.还原剂)可以实现碘析.
正确答案
从海带中获得碘离子
H2O2
2I-+H2O2+2H+═I2+2H2O
DC
氯气对环境污染大,且储存与运输不方便
2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-
阳极
2I--2e-═I2
游离态
A
解析
解:(1)将海带加水,经过浸泡后,就可用氯气氧化,氯气氧化的是碘离子,所以该操作是从海带中获得碘离子,
故答案为:从海带中获得碘离子;
(2)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O,二价锰离子是金属离子对环境有污染,Cl2氧化2I-+Cl2═I2+2Cl-,生成Cl-,对环境有污染,双氧水(H2O2)可氧化碘离子,2I-+H2O2+2H+═I2+2H2O而自身被还原成水,符合无污染要求,
故答案为:H2O2;2I-+H2O2+2H+═I2+2H2O;
(3)提纯获得单质碘,先需用萃取剂萃取碘水中的碘,用分液漏斗组成的萃取装置,选D,从萃取剂中提取碘单质,需用蒸馏装置,需选C,
故答案为:DC;
(4)氯气是有毒的气体,氯气对环境污染大,且储存与运输不方便,次氯酸钠中氯元素为+1价,具有强氧化性,可将碘离子氧化成单质碘,自身被还原成-1价的氯,方程式为2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-,
故答案为:氯气对环境污染大,且储存与运输不方便;2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-;
(5)电化学法制备单质碘,需将碘离子氧化成碘单质,发生氧化反应,电解时阳极发生氧化反应,反应为2I--2e-═I2,
故答案为:阳极;2I--2e-═I2;
(6)从我国实际工业利用海带制取碘的流程图可知,用用碱性树脂吸附,是在碘离子氧化之后,说明此时吸附的是碘单质,所以属于游离态,再用亚硫酸钠一类还原剂解吸,说明碘单质发生还原反应,生成碘离子,所以需氧化剂,
故答案为:游离态;A.
(2015•宁波模拟)从海带中提取碘,可经过以下实验步骤完成.下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物质的灼烧用到仪器有:坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、烧杯、玻璃棒,故A错误;
B、加入双氧水能在酸性条件下将I-氧化为I2,由于是酸性条件下,故H2O2应被还原为H2O而不是OH-,故离子方程式为:2I-+2H++H2O2═I2+2H2O,故B错误;
C、萃取剂必须和原溶剂互不相溶,由于酒精溶于水,故不能用酒精萃取出碘单质,故C错误;
D、分液的操作是下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,故D正确.
故选D.
海藻中含有丰富的碘元素,碘元素通常以I-的形式存在.实验室从海藻灼烧后的海藻灰中提取I2的流程如图所示:
(1)操作Ⅰ是______,操作Ⅱ是______.
(2)试剂X可以选择______.
A.氯气 B.氢氧化钠 C.过氧化氢 D.稀硫酸
(3)试剂Y可以选择______.
A.酒精 B.四氯化碳 C.醋酸 D.苯
(4)该实验中为使海藻灰中I-转化为I2的有机溶液,除烧杯、普通漏斗和必要的夹持仪器外,还需要的玻璃仪器有______、______.
(5)操作Ⅱ完成后,判断水层中是否残留I2的实验方法是______.
正确答案
解:(1)操作Ⅰ分离固体和液体用过滤,操作Ⅱ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,
故答案为:过滤;萃取;
(2)把I-氧化为I2,选择氧化剂,氯气或过氧化氢;
故答案为:AC;
(3)萃取剂必须具备下列条件:碘在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度,萃取剂和水不互溶,且萃取剂和碘不反应,四氯化碳和苯符合条件;酒精和水能互溶,不能做萃取剂,
故选BD;
(4)使海藻灰中I-转化为I2的有机溶液,除烧杯、普通漏斗和必要的夹持仪器外,还需要的玻璃仪器:玻璃棒引流、分液漏斗分液,
故答案为:玻璃棒;分液漏斗;
(5)碘遇淀粉变蓝,常根据这一特征反应检验碘,可取少量水层样品于试管中,加入少量淀粉溶液,若变蓝则残留I2,若不变蓝,则不残留I2;
故答案为:取少量水层样品于试管中,加入少量淀粉溶液,若变蓝则残留I2,若不变蓝,则不残留I2.
解析
解:(1)操作Ⅰ分离固体和液体用过滤,操作Ⅱ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,
故答案为:过滤;萃取;
(2)把I-氧化为I2,选择氧化剂,氯气或过氧化氢;
故答案为:AC;
(3)萃取剂必须具备下列条件:碘在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度,萃取剂和水不互溶,且萃取剂和碘不反应,四氯化碳和苯符合条件;酒精和水能互溶,不能做萃取剂,
故选BD;
(4)使海藻灰中I-转化为I2的有机溶液,除烧杯、普通漏斗和必要的夹持仪器外,还需要的玻璃仪器:玻璃棒引流、分液漏斗分液,
故答案为:玻璃棒;分液漏斗;
(5)碘遇淀粉变蓝,常根据这一特征反应检验碘,可取少量水层样品于试管中,加入少量淀粉溶液,若变蓝则残留I2,若不变蓝,则不残留I2;
故答案为:取少量水层样品于试管中,加入少量淀粉溶液,若变蓝则残留I2,若不变蓝,则不残留I2.
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