紫菜与海带类似,是一种富含生物碘的海洋植物.商品紫菜轻薄松脆、比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐),用于碘单质的提取.已知:
| 乙醇 | 四氯化碳 | 裂化汽油 | 碘(晶体) |
密度/g•cm﹣3 | 0.7893 | 1.595 | 0.71~0.76 | 4.94 |
沸点/℃ | 78.5 | 76.8 | 25~232 | 184.35 |
以下为某兴趣小组模拟从紫菜提取碘单质的过程:
紫菜→(焙烧)→(浸取)
(操作①)
(操作②)→(蒸馏)→粗产品
(1)实验室中焙烧紫菜用到的仪器有 CEF .
A.烧杯 B.蒸发皿 C.坩埚 D.试管 E.酒精灯 F.泥三角
(2)将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用,写出反应的离子方程式 2I﹣+H2O2+2H+═I2+2H2O .
(3)操作①的名称是 过滤 ;试剂A为 四氯化碳 (填本题表格中一种最佳化学试剂的名称),不使用另外两种试剂的主要原因分别是:
Ⅰ 乙醇与水互溶 ;
Ⅱ 裂化汽油能与碘发生加成反应 .
(4)操作②应在 分液漏斗 (仪器名称)中振荡、静置,操作时先分离出的是 下层液体 .
(5)将下列装置图中缺少的必要仪器补画出来以最终将单质碘与试剂A分离:
考点:
海水资源及其综合利用;物质的分离、提纯的基本方法选择与应用. . | 专题: | 实验设计题;元素及其化合物. |
分析: | 实验室从紫菜中提取碘:紫菜焙烧成灰,浸泡溶解得到紫菜灰悬浊液,含有碘离子,加入酸和氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为碘单质溶液,利用有机溶剂萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质. (1)根据仪器的作用选取仪器; (2)双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质; (3)分离不溶性固体和液体的方法是过滤,操作①为过滤;萃取剂的选取标准是:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,溶质和萃取剂不反应,萃取剂和原来溶剂不能互溶; (4)操作②为萃取分液操作,根据仪器的作用选取仪器;根据有机溶剂与水密度的相对大小判断; (5)分离互溶的两种液体用蒸馏;根据蒸馏装置中各仪器的用途进行解答. |
解答: | 解:实验室从紫菜中提取碘:紫菜焙烧成灰,浸泡溶解得到紫菜灰悬浊液,含有碘离子,加入酸和氧化剂,足量的稀硫酸和双氧水将碘离子氧化成碘单质,通过操作①过滤,得到不溶的残渣,滤液为碘单质溶液,利用有机溶剂A四氯化碳萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质. (1)焙烧紫菜时用坩埚盛放紫菜,用带铁圈的铁架台放置泥三角,泥三角上放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以焙烧紫菜时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯、泥三角, 故选:CEF; (2)双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质,自身被还原生成水,反应方程式为H2O2+2I﹣+2H+=I2+2H2O, 故答案为:2I﹣+H2O2+2H+═I2+2H2O; (3)通过操作①过滤,得到不溶的残渣,滤液为碘单质溶液,利用有机溶剂萃取出碘单质,萃取剂的选取标准是:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,溶质和萃取剂不反应,萃取剂和原来溶剂不能互溶,题干中提供的四中物质,乙醇和水能互溶,不能做萃取剂,裂化汽油含有不饱和碳碳双键能与碘发生加成反应,不能做萃取剂,四氯化碳符合萃取剂的选取标准,所以可以用四氯化碳作萃取剂, 故答案为:过滤;四氯化碳;Ⅰ.乙醇与水互溶;Ⅱ.裂化汽油能与碘发生加成反应; (4))操作②为萃取分液操作,用到分液漏斗、烧杯,混合液应在分液漏斗中振荡、静置,选择的有机试剂四氯化碳的密度大于水,所以四氯化碳在水的下层, 故答案为:分液漏斗;下层液体; (5)分离互溶的两种液体用蒸馏,通过蒸馏提取出碘单质对照蒸馏装置,图中缺少石棉网,因蒸馏烧瓶底面积较大,受热不均匀,图中缺少石棉网;为测各馏分的温度需使用温度计,且温度计的水银球位置在蒸馏烧瓶的支管口正中央,缺少收集装置锥形瓶,所以缺少图中①②③,其中①石棉网;②要注意水银球位置,③必须是锥形瓶, 故答案为: . |
点评: | 本题考查了从紫菜中提取碘实验方案设计,涉及物质的分离、检验、仪器的选取等知识点,根据物质的特点及性质选取相应的分离和检验方法,根据仪器的作用选取仪器,注意把握实验流程和实验原理,注意基本实验操作的要点和注意事项,萃取剂的选取标准、蒸馏时冷凝管中进出水口的判断等知识点都是常考查点,且也是易错点.题目难度中等. |