Question

【題目】以干海帶為原料提取碘單質(zhì)和氯化鉀的過程主要分三步：完成下列填空：

(1)步驟一：灼燒干海帶，使其灰化后用熱水浸泡、過濾，制得原料液，含有氯化鉀等物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室灼燒海帶應(yīng)放在____(填寫儀器名稱)中加熱，選用熱水而不是冷水浸泡海帶灰的目的是____。

(2)步驟二：原料液經(jīng)結(jié)晶過濾分離出氯化鉀后，向?yàn)V液中通適量氯氣氧化I－，制得富碘溶液。實(shí)驗(yàn)室模擬氧化過程的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

裝置中A部分用于制取氯氣，實(shí)驗(yàn)室制取氯氣通常有兩種方案：一是在強(qiáng)酸性條件下用氧化劑氧化Cl－；二是電解法。限用圖D中的儀器(支撐儀器、導(dǎo)管、導(dǎo)線、石墨棒和橡皮塞除外)，能實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)是___(選填編號(hào))。

a．2NaCl(s)＋MnO2＋2H2SO4(濃)MnSO4＋Cl2↑＋Na2SO4＋2H2O

b．2KMnO4＋16HCl(濃)→2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O

c．2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

d．4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

廣口瓶B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____。裝置C中NaOH的作用是___。

(3)步驟三：取100 mL B中富碘溶液，按如下流程分離碘單質(zhì)。

萃�、蚝退峄�過程發(fā)生的離子反應(yīng)方程式分別是：

3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O；____；

萃取劑X應(yīng)選擇____(選填編號(hào))。

a．100mL苯 b．10mL乙醇 c．10 mLCCl4 d．10mL己烯

實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作的儀器是_____。操作Ⅰ的名稱是___。

(4)分離出的KCl樣品中常含有少量NaCl和K2CO3等物質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用沉淀法測(cè)定氯化鉀樣品中K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：①要用到的化學(xué)試劑是___(填寫化學(xué)式)；②要測(cè)定的物理量是_____。

Answer 1

【答案】坩堝 加快溶解速率 bc Cl2+2I-=I2+2Cl- 吸收未反應(yīng)的氯氣，防止污染 5I-+IO3-+6H＋=3I2+3H2O c 分液漏斗 過濾 BaCl2或CaCl2 樣品質(zhì)量和干燥沉淀質(zhì)量

【解析】

(1)灼燒固體應(yīng)選擇坩堝來加熱灼燒，溫度升高物質(zhì)溶解度增大，熱水能加快物質(zhì)溶解的速度；

(2)氯氣制備：方法一，是在強(qiáng)酸性條件下用氧化劑氧化Cl-，實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)是常溫下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，據(jù)此選擇實(shí)現(xiàn)此條件下的反應(yīng)，方法二，是電解法，限用圖D中的儀器是電解飽和食鹽水得到氯氣，原料液經(jīng)結(jié)晶過濾分離出氯化鉀后，向?yàn)V液中通適量氯氣氧化I-，制得富碘溶液，過量的氯氣不能直接排放到空氣中，用裝置C中氫氧化鈉溶液吸收避免污染；

(3)向萃取II溶液中加入NaOH溶液，溶液中先發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生I-、IO3-，然后在酸性條件下，這兩種離子再反應(yīng)變?yōu)?/span>I2，萃取是一種常用的分離液-液混合物的方法，它是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同（溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要大于在原溶劑中的溶解度），用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作，分液是把互不相溶的兩種液體分開的操作，一般分液都是與萃取配合使用的；操作Ⅰ后得到碘單質(zhì)固體，說明操作Ⅰ為過濾；

(4)氯化鉀樣品中含K2CO3，測(cè)定K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要加入試劑沉淀碳酸根離子且不引入新的雜質(zhì)，測(cè)定樣品質(zhì)量和生成沉淀質(zhì)量，依據(jù)元素守恒計(jì)算碳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)灼燒干海帶，使其灰化后用熱水浸泡、過濾，制得原料液，含有氯化鉀等物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室灼燒海帶應(yīng)放在坩堝中加熱，選用熱水而不是冷水浸泡海帶灰的目的是加快溶解速率；

(2)氯氣制備方法：方法一是在強(qiáng)酸性條件下用氧化劑氧化Cl-，實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)是常溫下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，據(jù)此選擇實(shí)現(xiàn)此條件下的反應(yīng)；方法二是電解法，限用圖D中的儀器是電解飽和食鹽水得到氯氣。

a.2NaCl(s)+MnO2+2H2SO4(濃)MnSO4+Cl2↑+Na2SO4+2H2O，反應(yīng)需要加熱，a錯(cuò)誤；b.2KMnO4+16HCl(濃)→2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，此反應(yīng)不需要加熱常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，b正確；

c.2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，反應(yīng)是通電電解氯化鈉溶液，是利用氯堿工業(yè)原理，c正確；

d.4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，反應(yīng)需要加熱反應(yīng)，d錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是bc；

原料液經(jīng)結(jié)晶過濾分離出氯化鉀后，向?yàn)V液中通適量氯氣氧化I-，制得富碘溶液，廣口瓶B中是發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 Cl2+2I-=I2+2Cl-，過量的氯氣不能直接排放到空氣中，用裝置C中氫氧化鈉溶液吸收，避免污染；

(3)向萃取后的溶液中加入NaOH溶液，先發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生I-、IO3-，然后酸化，I-、IO3-、H+發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生I2，反應(yīng)方程式為5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O，萃取劑X應(yīng)選擇不溶于水的有機(jī)溶劑且碘單質(zhì)在其中溶解性大，

a.苯不溶于水，碘單質(zhì)在苯中溶解性大，但100mL苯的體積和溶液體積相同，萃取碘單質(zhì)后濃度小，試劑浪費(fèi)，a錯(cuò)誤；

b.10mL乙醇和水溶液混溶，不能分層，不能做萃取劑，b錯(cuò)誤；

c.10mLCCl4 和水溶液不溶，能分層且碘單質(zhì)在其中溶解性大，可以作萃取劑， c正確； d.10mL己烯和碘單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，不能做萃取劑，d錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是c；

實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作需要的儀器是分液漏斗，操作Ⅰ后得到碘單質(zhì)固體，說明操作Ⅰ為過濾；

(4)用沉淀法測(cè)定氯化鉀樣品中K2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱量一定質(zhì)量的樣品，在燒杯中溶解，加入過量BaCl2或CaCl2溶液，沉淀CO32-離子生成沉淀，過濾得到沉淀，洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量，計(jì)算沉淀物質(zhì)的量，結(jié)合碳元素守恒，計(jì)算出碳酸鉀質(zhì)量，進(jìn)而得到碳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。故①要用到物質(zhì)的化學(xué)試劑是BaCl2或CaCl2； ②要測(cè)定的物理量是需要測(cè)定樣品質(zhì)量和干燥沉淀質(zhì)量。