Question

4．碘被稱(chēng)為“智力元素”，科學(xué)合理地補(bǔ)充碘可防止碘缺乏�。�以海帶為原料提取碘的工藝流程如圖1所示：

回答下列問(wèn)題：
（1）步驟①灼燒海帶時(shí)，除三腳架、坩堝、坩堝鉗、酒精燈外，還需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器有泥三角．
（2）步驟③的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)為過(guò)濾；步驟④中反應(yīng)的離子方程式為2I^-+MnO₂+4H⁺═Mn²⁺+I₂+2H₂O．
（3）下列有關(guān)步驟⑤中分液漏斗的使用方法表述合理的有bd（填字母）
a．分液漏斗使用前必須要檢漏，只要旋塞處不漏水即可使用
b．萃取時(shí)振搖放氣操作應(yīng)如圖2所示
c．靜置分層后，先放出下層液體，然后繼續(xù)從下口放出上層液體
d．放出下層液體時(shí)，需將玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔
（4）步驟⑥中若采用蒸餾方法是不合適的，理由是碘易升華，會(huì)導(dǎo)致碘的損失．
（5）某興趣小組用電位滴定法測(cè)定海帶中碘的含量，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)（E）反映溶液中c（I^-）的變化．該小組同學(xué)稱(chēng)取a g海帶，經(jīng)過(guò)步驟①②③操作得到含I^-水溶液b mL，取100.00mL該溶液至滴定池，用0.01000mol•L^-1的AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

V（AgNO3）/mL	15.00	19.00	19.80	19.98	20.00	20.02	21.00	23.00	25.00
E/mV	-225	-200	-150	-100	50.0	175	275	300	325

該次滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO₃溶液的體積為20.00mL，計(jì)算得出海帶中碘元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{254b×1{0}^{-6}}{a}$×100%．
（6）以碘為原料，通過(guò)電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示．電解前，先將一定量的精制碘溶于過(guò)量氫氧化鉀溶液，溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3I₂+6KOH═5KI+KIO₃+3H₂O．將該溶液加入陽(yáng)極區(qū)．另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻．電解時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；電解時(shí)保持電流恒定，升高溫度，電解反應(yīng)速率將不變（填“變大”“變小”“不變”）．

Answer 1

分析 海帶灼燒得到海帶灰，在水中浸泡溶解過(guò)濾得到含碘離子的溶液，加入二氧化錳和硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)上層碘單質(zhì)溶液，加入四氯化碳萃取分液得到碘單質(zhì)的四氯化碳溶液，通過(guò)蒸餾得到碘單質(zhì)，
（1）灼燒海帶時(shí)，可以從加熱儀器、盛放海帶的儀器、放置坩堝的儀器判斷還缺少的儀器；
（2）分離固體和液體的操作方法為過(guò)濾；碘離子在酸性溶液中MnO₂具有較強(qiáng)的氧化性，在酸性條件下可氧化碘離子，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
（3）分液漏斗的使用方法為：
a．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用；
b．洗滌時(shí)振搖放氣，應(yīng)打開(kāi)分液漏斗的旋塞，此時(shí)分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部；
c．振蕩?kù)o置完成后，先放出下層液體，然后從上口倒出上層液體；
d．放出下層液體時(shí)，需將玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強(qiáng)相等，便于液體流下；
（4）碘單質(zhì)易升華分析；
（5）根據(jù)圖象判斷滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO₃溶液的體積；根據(jù)硝酸銀與碘離子的反應(yīng)計(jì)算出100mL溶液中含有碘離子的物質(zhì)的量，再計(jì)算出500mL溶液中含有的碘離子，最后計(jì)算出海帶中碘的百分含量；
（6）根據(jù)圖知電解時(shí)，陽(yáng)極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解反應(yīng)速率與溫度無(wú)關(guān)，與電流強(qiáng)度、電極之間的距離等有關(guān)，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）灼燒海帶時(shí)，需要使用酒精燈加熱，海帶需要盛放在坩堝中，坩堝放在三腳架上的泥三角上，所以除了三腳架之外，還需要坩堝、泥三角和酒精燈，步驟①灼燒海帶時(shí)，除三腳架、坩堝、坩堝鉗、酒精燈外，還需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器有泥三角，
故答案為：泥三角；
（2）步驟③是分離固體和液體，則實(shí)驗(yàn)操作為過(guò)濾，碘離子在酸性條件下可被MnO₂氧化，肺炎的離子方程式為：2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O，
故答案為：過(guò)濾：2I^-+MnO₂+4H⁺=Mn²⁺+I₂+2H₂O；
（3）a．分液漏斗使用前必須要檢漏，要分液漏斗的旋塞芯處和上口的活塞都不漏水才可使用，故a錯(cuò)誤；
b．洗滌時(shí)振搖放氣，應(yīng)打開(kāi)分液漏斗的旋塞，此時(shí)分液漏斗下管口應(yīng)略高于口部，故b正確；
c．靜置分層后，先放出下層液體，然后從上口放出上層液體，故c錯(cuò)誤；
d．放出下層液體時(shí)，需將玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使內(nèi)外壓強(qiáng)相等，便于液體流下，故d正確；
故答案為：bd；
（4）步驟⑥中若采用蒸餾方法是不合適的，理由是碘易升華，會(huì)導(dǎo)致碘的損失，
故答案為：碘易升華，會(huì)導(dǎo)致碘的損失；
（5）根據(jù)滴定曲線可知，當(dāng)加入20mL硝酸銀溶液時(shí)，電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)了突變，說(shuō)明滴定終點(diǎn)時(shí)消耗了20.00mL硝酸銀溶液；
該小組同學(xué)稱(chēng)取a g海帶，經(jīng)過(guò)步驟①②③操作得到含I^-水溶液b mL，取100.00mL該溶液至滴定池，用0.01000mol•L^-1的AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，
20.00mL硝酸銀溶液中含有硝酸銀的物質(zhì)的量為：0.0100mol/L×0.02L=0.0002mol，則bmL原浸出液完全反應(yīng)消耗硝酸銀的物質(zhì)的量為：0.0002mol×$\frac{100}$=2.0b×10^-6mol，說(shuō)明ag該海帶中含有2.0b×10^-6mol碘離子，所以海帶中碘的百分含量為：$\frac{2.0b×1{0}^{-6}mol×127g/mol}{ag}$×100%=$\frac{254b×1{0}^{-6}}{a}$×100%，
故答案為：20.00；$\frac{254b×1{0}^{-6}}{a}$；
（6）陽(yáng)極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為I^--6e^-+6OH^-═IO₃^-+3H₂O，電解反應(yīng)速率與溫度無(wú)關(guān)，與電流強(qiáng)度、電極之間的距離等有關(guān)，則保持電流恒定時(shí)，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率，電解時(shí)保持電流恒定，升高溫度，電解反應(yīng)速率將不變，
故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用，題目難度較大，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法．