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 - +Cl 2 = 2Cl - + I 2
2I - + H 2O 2 + 2H + = I 2 + 2H 2O
5、检验：加淀粉 变蓝色
淀粉遇碘显蓝色
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I 2
海带灰 30ml 蒸馏水 煮沸、冷却 1ml 新制氯水，或者 1ml 硫酸+5ml H2O2 2mlCCl 4
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：
NaNO3KNO3NaCl KCl
10°C80.520.935.731.0
100°C17524639.156.6
实验方案：
Ⅰ、溶解：称取29.8gKCl和40.0gNaNO3放入250mL烧杯中，再加入70.0g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50.0g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8.0%～16.0%．
(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m g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c mol·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③AB ④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、SO 2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：89.65%．
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）．
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.
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:、
(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。