从海水中提取碘.docx

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从海水中提取碘

Revisedat2pmonDecember25,2020.

从海水中提取碘

从海水中提取碘

实验步骤：

实验现象

解释

1、取样：

3g干海带，刷掉表面的附着物（不要用水洗，有I-），将海带剪碎（便于灰化），用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。

2、

灼烧灰化

海带变成黑色粉末或小颗粒，后期产生大量白烟

将海带中的碘离子转化为可溶于水的无机碘化物

3、

溶解过滤

使灰分中的碘元素以碘离子的形式进入溶液

4、

氧化

溶液变成棕黄色

2I-+Cl2=2Cl-+I2

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

5、检验：

加淀粉

变蓝色

淀粉遇碘显蓝色

2mlCCl4

6、

萃取、分液

溶液分两层，上层近无色，下层紫红色；下层液体送下放出，上层液体从上倒出。

萃取剂的条件：

1、萃取剂与水不互溶、不反应

2、溶质在萃取剂中的溶解度更大

打开活塞，液体不能顺利流下原因：

玻璃塞未打开，或塞上凹槽未对准漏斗上的小孔，而使漏斗内外空气不想通

7、蒸馏分离得I2

一、某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。

实验

（一）碘含量的测定

取的

标准溶液装入滴定管，取海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。

测的的电动势

反映溶液中

的变化，部分数据如下表：

实验

（二）碘的制取

另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：

已知：

请回答：

（1）实验

（一）中的仪器名称：

仪器A，仪器B。

（2）①根据表中数据绘制滴定曲线：

②该次滴定终点时用去

溶液的体积为

，计算得海带中碘的百分含量为

。

（3）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为：

②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是：

③下列有关步骤Y的说法，正确的是：

A．应控制

溶液的浓度和体积

B．将碘转化成离子进入水层

C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质

D．

溶液可以由乙醇代替

④实验

（二）中操作Z的名称是：

（4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是：

二、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。

其工艺流程如下：

（1）溴在周期表中位于_________周期，_________族。

（2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，为什么

（3）步骤④的离子方程式：

________________________________________

（4）步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80—900C。

温度过高或过低都不利于

生产，请解释原因__________________________________________。

（5）步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。

分离仪器的名称是_____________，分离时液溴从分离器的_____（填“上口”或“下口”）排出。

（6）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”___。

三、海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：

_____、_____。

（2）将

溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有

、_____、_____、或

、_____。

（3）步骤Ⅰ中已获得

，步骤Ⅱ中又将

还原为

，其目的为_____。

（4）步骤Ⅱ用

水溶液吸收

，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为_____，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_____。

（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，

的沸点为59℃。

微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，设计了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：

_____。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是_____。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

_____。

④C中液体产生颜色为_____。

为除去该产物中仍残留的少量

，可向其中加入

溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_____。

四、制备KNO3晶体的实质是利用结晶和重结晶法对KNO3和NaCl的混合物进行分离．下面是某化学兴趣小组的活动记录：

查阅资料：

文献中查得，四种盐在不同温度下的溶解度（S/g）如下表：

NaNO3

KNO3

NaCl

KCl

10°C

100°C

175

246

实验方案：

Ⅰ、溶解：

称取和放入250mL烧杯中，再加入蒸馏水，加热并搅拌，使固体全部溶解．

Ⅱ、蒸发结晶：

继续加热和搅拌，将溶液蒸发浓缩．在100°C时蒸发掉水，维持该温度，在保温漏斗（如图1所示）中趁热过滤析出的晶体．得晶体m1g．

Ⅲ、冷却结晶：

待滤液冷却至室温（实验时室温为10°C）后，进行减压过滤．得KNO3粗产品m2g．

IV、重结晶：

在100°C时将粗产品全部溶于适量水，制成饱和溶液，冷却至室温后抽滤．得KNO3纯品m3g．

假定：

①盐类共存时不影响各自的溶解度；②各种过滤操作过程中，溶剂的损耗忽略不计．试回答有关问题：

（1）操作Ⅱ中趁热过滤的目的是

（2）操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中需要先加入少量蒸馏水，目的是

（3）操作Ⅲ中采用减压过滤，其优点是

该小组同学所用的装置如图2所示，仪器A和B的名称分别是

该装置有三处错误，分别是

若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是

（4）KNO3晶体纯品的产率

五、用霞石岩（主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：

已知：

NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12．溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中．部分物质的溶解度见下图，根据题意回答下列问题：

（1）固体M的化学式是______，X物质是______．

（2）实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是______，滤液W中主要含有的离子有______．

（3）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是______．

（4）操作Ⅰ是______（填写名称），操作Ⅱ是______（选填编号）．

a．趁热过滤b．冷却过滤c．蒸馏d．灼烧

（5）碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是______，产品K2CO3中最可能含有的杂质是______（写化学式）．（6）实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度，为提高实验精度，T试剂最好是______；操作Ⅲ的名称是______．

六、废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍.湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品.某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如图

回答下列问题:

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为）,反应中的作用是

写出操作①的名称:

（2）反应Ⅱ是铜氨溶液中的）与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:

操作②用到的主要仪器名称为其目的是（填序号）.

a.富集铜元素b.使铜元素与水溶液中的物质分离c.增加

在水中的溶解度

（3）反应Ⅲ是有机溶液中的

与稀硫酸反应生成

和

若操作③使用图2装置,图中存在的错误是

（4）操作④以石墨作电极电解

溶液.阴极析出铜,阳极产物是

.操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是.

（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是

循环使用的

在反应Ⅰ中的主要作用是

七、

是重要的化工产品,下面是一种已获得专利的

制备方法的主要步骤:

（1）反应Ⅰ中,

与

的物质的量之比为

该反应的化学方程式为

（2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是

从反应Ⅳ所得混合物中分离出

的方法是趁热过滤,趁热过滤的目的是

（3）检验反应Ⅱ所得

中是否混有KCl的方法是:

取少量

样品溶解于水,

（4）整个流程中,可循环利用的物质除

外,还有（填化学式）.

八、直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁

（n＞2，m≤10）的实验流程如下：

已知：

盐基度=

×100%．式中n（OH-）、n（Fe）分别表示PFS中OH-和Fe3+的物质的量．所得产

品若要用于饮用水处理，需达到盐基度指标为%～%．

（1）实验加入硫酸的作用是____________，取样分析Fe2+浓度，其目的是___________。

（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为____________，若溶液的pH偏小，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数____________（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）

（3）聚合反应的原理为

，则水解反应的化学方程式为____________.

（4）产品盐基度的测定方法：

Ⅰ.称取mg固体试样，置于400mL聚乙烯烧杯中，加入25mL盐酸标准溶液，再加20mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿．

Ⅱ.室温下放置10min，再加入10mL氟化钾溶液，摇匀，掩蔽Fe3+，形成白色沉淀．

Ⅲ.加入5滴酚酞指示剂，立即用物质的量浓度为cmol·L-1的氢氧化钠标准液滴定至终点，消耗体积为VmL．

Ⅳ.向聚乙烯烧杯中，加入25mL盐酸标准溶液，再加20mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿．然后重复Ⅱ、Ⅲ做空白试验，消耗氢氧化钠标准液的体积为V0mL．

①达到滴定终点的现象为____________。

②已知试样中Fe3+的质量分数为a，则该试样的盐基度的计算表达式为________。

九、某研究性学习小组拟从实验室含碘废液进行回收碘，制订两种方案提取，他们的实验方案如下：

试回答下列问题

（1）方案一，说明废水含有单质碘可用的试剂是______________。

（2）方案一，步骤③反应的方程式为________________________。

（3）方案二，用H2O2溶液而不用氯气，理由是________________________。

（4）方案二，步骤⑤的名称是______________。

（5）方案二，蒸馏时用到的玻璃仪器，除接收器、锥形瓶、酒精灯外，还缺少的玻璃仪器有______________。

（6）测定产品中KI的纯度，用到的试剂有KIO3、稀硫酸、淀粉及标准的Na2S2O3溶液，请写出前两种试剂的作用，用离子方程式表示：

________________________。

一、答案：

（1）坩埚；

容量瓶

（2）

②

；

（3）①向分液漏斗中加入少量的水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水②液体分上下两层，下层呈紫红色③AB④过滤

（4）主要由于碘易升华，会造成碘的损失

二、答案：

（1）4VIIA

（2）酸化可抑制Cl2、Br2与水反应

（3）Br2+SO2+2H2O=4H++2Br－+SO42－

（4）温度过高，大量水蒸气随水排除出，溴气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。

（5）分液漏斗下口

（6）氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高。

“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。

三、答案详解

（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两个

（2）

（3）富集溴元素

（4）

强酸对设备的严重腐蚀

（5）①冷凝管

②

腐蚀橡胶

③控制温度计b的温度，并吸收59℃的馏分

④深红棕色分液（或蒸馏）

四、

（1）温度较低时，硝酸钾因溶解度变小而析出，为防止降温时析出硝酸钾而降低产率，所以要趁热过滤．

因此，本题正确答案是：

防止降温时析出硝酸钾而降低产率；

（2）硝酸钾晶体的制备实验中，蒸发浓缩硝酸钠和氯化钾的混合溶液，氯化钠晶体析出后趁热过滤，承接滤液的烧杯应预先加蒸馏水，以防降温氯化钠溶液达饱和而析出，

因此，本题正确答案是：

防止降温氯化钠溶液达饱和而析出；

（3）减压的操作优点是：

可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；

根据图片知，A为吸滤瓶，B为抽滤瓶；

布氏漏斗上的橡胶塞插入吸滤瓶内不能太长，为了防止液体沿着漏斗下端从支管口抽进去，需布氏漏斗的颈口斜面与吸滤瓶支管口相对，安全瓶内左侧导管不能太长，

若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K．

因此，本题正确答案是：

加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；吸滤瓶、抽滤瓶；布氏漏斗上的橡胶塞插入吸滤瓶内过长、布氏漏斗的颈口斜面未与吸滤瓶支管口相对、安全瓶内左侧导管太长；打开旋塞K；

（4）因此，本题正确答案是：

%．

五、答案

（1）在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化，实验X一定是CO2气体．溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中，所以通入CO2后一定生成氢氧化铝沉淀，灼烧则得到氧化铝，即M是氧化铝，故答案为：

Al2O3、CO2；

（2）固体灼烧应该在坩埚中进行，滤液W可以循环使用，原来制备碳酸钠和碳酸钾，所以其中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3-，故答案为：

坩埚；Na+、K+、HCO3-；

（3）碳酸化Ⅰ的目的是制备氢氧化铝，又因为溶液的pH=11，所以生成的是碳酸盐，而不是碳酸氢盐，即该反应的离子方程式应该是2AlO2-+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32-，故答案为：

2AlO2-+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32-；

（4）操作Ⅰ的目的是制备碳酸盐，所以应该是蒸发浓缩，然后趁热过滤即可，故答案为：

蒸发；a．

（5）碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾，所以碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出．由于溶液中还含有碳酸氢钠，所以产品K2CO3中最可能含有的杂质是碳酸钠，故答案为：

碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出；Na2CO3；

（6）要测定测定产品碳酸钾的纯度，则应该把碳酸钾转化为碳酸盐沉淀，由于碳酸钡比碳酸钙难溶，所以T试剂最好是足量BaCl2溶液，为了防止误差，应该重复干燥称量操作，所以操作Ⅲ的名称是恒重操作，故答案为：

足量BaCl2溶液；恒重操作（重复干燥称量操作）．

六、答案

解:

废电路板中加入

、

、

溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作①是过滤,反应Ⅰ是将Cu转化为

Cu元素化合价由0价变为+2价,所以Cu是还原剂,则双氧水是氧化剂,将Cu氧化;反应Ⅱ是铜氨溶液中的

与有机物RH反应,生成

同时生成

和

;

互不相溶的液体采用分液方法分离,所以操作②是分液;向有机层中加入稀硫酸,根据流程图知,生成

和HR,然后采用分液方法分离得到HR,以石墨为电极电解

溶液时,阳极上

放电、阴极上

放电;从

溶液中获取胆矾,采用加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到晶体;

（1）本题正确答案是:

氧化剂;过滤;

（2）本题正确答案是:

↑;分液漏斗;ab;

（3）本题正确答案是:

RH;分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁;液体过多;

（4）本题正确答案是:

、

;加热浓缩、冷却结晶、过滤;

（5）本题正确答案是:

;防止因为溶液中

过高,生成

沉淀.

七、答案

解:

（1）反应Ⅰ中,

与

的物质的量之比为

由流程题可以知道生成

、

和

由质量守恒可以知道反应的方程式为

↓

↑,

因此，本题正确答案是:

↓

↑;

（2）

加入KCl,在干态、加热的条件下进行,可生成易分解的氯化铵,加热时氯化铵分解生成氯化氢和氨气,温度降低又生成氯化铵,以此可分离出氯化铵,得硫酸钾,且能加快反应的速率;从反应Ⅳ所得混合物中分离出

的方法是趁热过滤,趁热过滤的目的是防止

结晶,提高

的产率,

因此，本题正确答案是:

分离

与

加快化学反应速率;防止

结晶,提高

的产率;

（3）检验反应Ⅱ所得

中是否混有KCl,应先加入硝酸钡时硫酸钾完全转化为硫酸钡沉淀,以免干扰氯离子的检验,然后再加入硝酸银检验氯化钾,操作方法为加入

溶液至不再产生沉淀,静置,向上层清液中滴加

溶液,若有沉淀生成,说明

中混有KCl,

因此，本题正确答案是:

加入

溶液至不再产生沉淀,静置,向上层清液中滴加

溶液,若有沉淀生成,说明

中混有KCl;

（4）整个流程中,可循环利用的物质除

外,还有

、

因此，本题正确答案是:

、

八、答案

（1）抑制Fe2+水解；确定氧化Fe2+所需H2O2的量；

（2）将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照；偏低；

（3）Fe2（SO4）3+nH2O

Fe2（OH）n（SO4）3-n/2+

H2SO4；

（4）①加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体红色恰好褪去，且30s内不恢复；

②

×100%。

九、答案

（1）淀粉试液

（2）Fe3I8+4K2CO3====8KI+4CO2↑+Fe3O4

（3）过氧化氢是绿色氧化剂，不产生污染且不会使生成的碘进一步氧化

（4）萃取　（5）蒸馏烧瓶、冷凝器、温度计

（6）

====3I2+3H2O