- 物质的分离和提纯
- 共4370题
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，从海藻里提取碘的流程和实验装置如图1：
（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③______，步骤⑤______．
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式：______．
（3）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是______（填编号）
A．酒精 B．醋酸 C．四氯化碳 D．苯
（4）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏．指出图2实验装置中存在的错误之处：______．
正确答案
解：（1）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，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）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，故可用四氯化碳或苯，故选CD；
（4）温度计水银球应与烧瓶支管口相平，故答案为：温度计水银球的位置错误，应与蒸馏烧瓶的支管口相平．
解析
解：（1）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，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）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，故可用四氯化碳或苯，故选CD；
（4）温度计水银球应与烧瓶支管口相平，故答案为：温度计水银球的位置错误，应与蒸馏烧瓶的支管口相平．
海带中含有碘离子，某化学兴趣小组设计如下的步骤从海带中提取单质碘：
①将海带烧成灰，在海带灰中加水搅拌②加四氯化碳搅拌③通入氯气④过滤⑤用分液法分离液体混合物
以上操作的先后顺序为（ ）
正确答案
解析
解：海带中含有碘离子，从海带中提取单质碘：先将海带烧成灰，向灰中加水搅拌，配成浊液选①，再过滤得含碘离子的滤液选④，取滤液通入足量氯气将碘离子氧化成碘单质2I-+Cl2═I2+2Cl-选③，然后加入CCl4振荡萃取碘单质选②，最后用分液漏斗分液选⑤，即合理的操作顺序为①④③②⑤，
故选D．
关于下列各实验装置的叙述中，正确的是（ ）
A海带灼烧成灰
B配制稀硫酸
C分离碘并回收苯
DX为CCl4可用于吸收HCl，并防止倒吸
正确答案
解析
解：A、加热固体不能放在烧杯中，加热温度较高会导致烧杯炸裂，应放在坩埚中，故A错误；
B、容量瓶只能用来配制一定物质的量浓度的溶液，并只能在常温下使用，不能用来盛装过冷或过热的液体，更不能用来稀释浓硫酸，故B错误；
C、蒸馏时温度计使用的目的是测量馏分的温度，应在蒸馏烧瓶支管口附近稍下，故C错误；
D、HCl易溶于水，难溶于CCl4，如只用水吸收会产生倒吸现象，故用图中装置可防止倒吸．故D正确．
故选D．
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：
（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．
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，主要以碘化物形式存在．有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质，他们将海带灼烧成灰，用水浸泡一段时间（碘化物充分溶解在水中），得到海带灰悬浊液，然后按以下实验流程提取单质碘：
（已知：2I-+Cl2=2Cl-+I2）
（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①______③______
（2）过程②中充入适量Cl2的目的是______；
（3）操作③中所用的有机试剂可以是______（只填一种），
（4）操作过程③可以分解为如下几步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；
B．把50mL碘水和15mL有机溶剂（你所选的）加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D．倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
E．旋开活塞，用烧杯接收溶液；
F．从分液漏斗上口倒出上层液体；
G．将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准；
H．静置、分层．
（a）过程③正确操作步骤的顺序是：（填编号字母）
______→______→______→A→H→______→E→F；
（b）上述G步操作的目的是：______．
正确答案
过滤
萃取、分液
把溶液中的I-转化成I2
苯（或四氯化碳）
C
B
D
G
保持分液漏斗内外压力平衡，使液体易于流下
解析
解：（1）分离固体和液体用过滤，把碘从水中转移到有机溶剂中用萃取，将分层的液体分开用分液；
故答案为：过滤；萃取、分液；
（2）氯气有强氧化性可氧化碘离子，故答案为：把溶液中的I-转化成I2；
（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，
故答案为：苯（或四氯化碳）；
（4）（a）萃取顺序为：1．组装铁架台；2．根据要分离的物质选择适当的溶剂（萃取剂）；3．先将要分离的物质的溶液倒入分液漏斗中，然后注入萃取剂；4．振荡后静置，当液体分成清晰的两层后，打开旋塞，将下层液体放出，然后关闭旋塞，将上层液体从上口倒出；5．整理装置，故答案为：CBDG；
（b）不打开活塞，液体在大气压作用下无法流出，故答案为：保持分液漏斗内外压力平衡，使液体易于流下．
某同学按如下实验流程提取海带中的碘，请回答相关问题．
（1）第①步是将海带放入______（填仪器名称）中，用酒精灯充分加热灰化．
（2）第②步为了加快溶解速度并使碘离子充分进入溶液，可以采取的措施是______，______（写出两条）．
（3）实验进行到某一步骤时应检验碘的存在，具体方法是______．
（4）海带灰中还含有其他无机盐类（硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等），这些盐类是在流程图中的第______步（填编号）与碘分离的．
正确答案
解：（1）灼烧固体需要使用仪器坩埚，故答案为：坩埚；
（2）搅拌，加热，研磨能加快溶解速度，故答案为：充分搅拌；加热煮沸；
（3）碘离子能被氯水氧化为碘单质，碘单质遇碘变蓝色，具体操作为取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘，
故答案为：取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘．
（或：取过滤后的溶液少量于试管中，滴加几滴氯水再滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘．）；
（4）碘单质易溶于四氯化碳，无机盐类（硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等）易溶于水，可通过萃取分液分离，
故答案为：⑤；
解析
解：（1）灼烧固体需要使用仪器坩埚，故答案为：坩埚；
（2）搅拌，加热，研磨能加快溶解速度，故答案为：充分搅拌；加热煮沸；
（3）碘离子能被氯水氧化为碘单质，碘单质遇碘变蓝色，具体操作为取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘，
故答案为：取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘．
（或：取过滤后的溶液少量于试管中，滴加几滴氯水再滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘．）；
（4）碘单质易溶于四氯化碳，无机盐类（硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等）易溶于水，可通过萃取分液分离，
故答案为：⑤；
（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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