Question

5．海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在，實驗室里從海藻中提取碘的過程如圖所示：

請填寫下列空白：
（1）灼燒海藻時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是BDEF （從下列儀器中選出所需的儀器，用標號字母填寫在空白處）．
A．燒杯     B．瓷坩堝    C．表面皿    D．泥三角   E．酒精燈   F．坩堝鉗
（2）指出提取碘的過程中有關的實驗操作名稱：①過濾、②萃取（分液）．
（3）提取碘的過程中，下列試劑不能使用的是A．其原因是酒精與水互溶．
A．酒精       B．苯     C．汽油
過程②的提取操作通常在分液漏斗（儀器名稱）中進行，若得到的是含碘的四氯化碳溶液，靜置后分層，下層為紫（紅）色色．
（4）“加碘食鹽”中的碘主要以碘酸鉀形式存在，測定“加碘食鹽”中碘元素含量的一種方法如下：稱取50.0g食鹽溶于適量水，加入過量碘化鉀和稀硫酸，其反應的化學方程式為：
KIO₃+5KI+3H₂SO₄→3K₂SO₄+3I₂+H₂O
①該反應的氧化產物和還原產物的質量比為5：1．
②實驗中，若測得生成3.0×10^-5 mol I₂，則該食鹽中碘元素的含量是25.4mg/kg．（精確至0.1）

Answer 1

分析 （1）根據實驗操作步驟灼燒來分析用到的實驗儀器；
（2）分離固體和液體用過濾；用一種溶劑把溶質從它跟另一種溶劑所組成的溶液里提取出來用萃取；萃取的基本原則兩種溶劑互不相溶，且溶質在一種溶劑中的溶解度比在另一種大的多；
（3）萃取的基本原則兩種溶劑互不相溶，且溶質在一種溶劑中的溶解度比在另一種大的多，萃取劑與溶質不反應，據此來選擇合適的試劑；
（4）①根據氧化還原反應中得失電子數相等配平，根據I元素的變化分析；
②依據KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O進行計算；

解答 解：（1）灼燒固體物質一般使用（瓷）坩堝，而瓷坩堝加熱需要用泥三腳支撐然后放在三腳架上，三腳架下面的空間放酒精燈，灼燒海帶時，除需要三腳架、泥三角外，還需要用到的實驗儀器是，瓷坩堝、泥三角、酒精燈、坩堝鉗；
故答案為：BDEF；
（2）分離固體和液體用過濾；利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度不同，用一種溶劑把溶質從它跟另一種溶劑所組成的溶液里提取出來，這種方法叫做萃取，將碘水中的碘單質萃取出來，選擇合適的萃取劑即可，
故答案為：過濾；萃取（分液）；
（3）萃取的基本原則兩種溶劑互不相溶，且溶質在一種溶劑中的溶解度比在另一種大的多，萃取劑與溶質不反應，酒精與水互溶，所以不能選用；
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應，故可用四氯化碳，若得到的是含碘的四氯化碳溶液，靜置后分層，下層為紫（紅）色，分離互不相溶的液體用分液漏斗；
故答案為：A；酒精與水互溶；紫（紅）色；
（4）①該反應中化合價的變化為：KIO₃→I₂，I元素由+5價→0價，一個KIO₃分子得5個電子；KI→I₂，I元素由-1價→0價，KI為還原劑，一個KI失一個電子，所以得失電子的最小公倍數為5，KIO₃的計量數為1，KI的計量數為5，根據原子守恒配平為KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，反應中氧化產物和還原產物的質量比為5：1；
故答案為：5：1；
②KIO₃+5Kl+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
 1                                              3
1.0×10^-5                                3.0×10^-5
則50克食鹽中含碘元素的物質的量為1.0×10^-5mol，1000g食鹽中碘元素物質的量為：1.0×10^-5mol×20=2.0×10^-4mol，1000g食鹽中碘元素的質量為：2.0×10^-4mol×127g/mol=254×10^-4g=25.4mg，所以該食鹽中碘元素的含量是25.4mg/kg，
故答案為：25.4．

點評 本題考查了物質的分離提純方法、性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，注意掌握物質分離與提純方法，正確理解提純原理為解答本題的關鍵，試題有利于培養學生的分析、理解能力及化學實驗能力．