Question

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

回答下列問題：
（1）步驟①灼燒海帶時，除三腳架、坩堝、坩堝鉗、酒精燈外，還需要用到的實驗儀器有泥三角．
（2）步驟③的實驗操作名稱為過濾；步驟④中反應的離子方程式為2I^-+MnO₂+4H⁺═Mn²⁺+I₂+2H₂O．
（3）下列有關步驟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．萃取時振搖放氣操作應如圖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，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔
（4）步驟⑥中若采用蒸餾方法是不合適的，理由是碘易升華，會導致碘的損失．
（5）某興趣小組用電位滴定法測定海帶中碘的含量，測得的電動勢（E）反映溶液中c（I^-）的變化．該小組同學稱取a g海帶，經過步驟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標準溶液滴定，測得的部分數(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

該次滴定終點時用去AgNO₃溶液的體積為20.00mL，計算得出海帶中碘元素的質量分數(shù)為$\frac{254b×1{0}^{-6}}{a}$×100%．
（6）以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如圖3所示．電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應：3I₂+6KOH═5KI+KIO₃+3H₂O．將該溶液加入陽極區(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，陽極上發(fā)生反應的電極反應式為I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；電解時保持電流恒定，升高溫度，電解反應速率將不變（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)生氧化還原反應上層碘單質溶液，加入四氯化碳萃取分液得到碘單質的四氯化碳溶液，通過蒸餾得到碘單質，
（1）灼燒海帶時，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濾；碘離子在酸性溶液中MnO₂具有較強的氧化性，在酸性條件下可氧化碘離子，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（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．洗滌時振搖放氣，應打開分液漏斗的旋塞，此時分液漏斗下管口應略高于口部；
c．振蕩靜置完成后，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，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，使內外壓強相等，便于液體流下；
（4）碘單質易升華分析；
（5）根據(jù)圖象判斷滴定終點時用去AgNO₃溶液的體積；根據(jù)硝酸銀與碘離子的反應計算出100mL溶液中含有碘離子的物質的量，再計算出500mL溶液中含有的碘離子，最后計算出海帶中碘的百分含量；
（6）根據(jù)圖知電解時，陽極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應，陰極上得電子發(fā)生還原反應，電解反應速率與溫度無關，與電流強度、電極之間的距離等有關，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）灼燒海帶時，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，除三腳架、坩堝、坩堝鉗、酒精燈外，還需要用到的實驗儀器有泥三角，
故答案為：泥三角；
（2）步驟③是分離固體和液體，則實驗操作為過濾，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錯誤；
b．洗滌時振搖放氣，應打開分液漏斗的旋塞，此時分液漏斗下管口應略高于口部，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錯誤；
d．放出下層液體時，需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，使內外壓強相等，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，會導致碘的損失，
故答案為：碘易升華，會導致碘的損失；
（5）根據(jù)滴定曲線可知，當加入20mL硝酸銀溶液時，電動勢出現(xiàn)了突變，說明滴定終點時消耗了20.00mL硝酸銀溶液；
該小組同學稱取a g海帶，經過步驟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標準溶液滴定，
20.00mL硝酸銀溶液中含有硝酸銀的物質的量為：0.0100mol/L×0.02L=0.0002mol，則bmL原浸出液完全反應消耗硝酸銀的物質的量為：0.0002mol×$\frac{100}$=2.0b×10^-6mol，說明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）陽極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為I^--6e^-+6OH^-═IO₃^-+3H₂O，電解反應速率與溫度無關，與電流強度、電極之間的距離等有關，則保持電流恒定時，升高溫度不改變電解反應速率，電解時保持電流恒定，升高溫度，電解反應速率將不變，
故答案為：I^-+6OH^--6e^-=IO₃^-+3H₂O；不變．

點評 本題考查物質的分離與提純方法的綜合應用，題目難度較大，試題涉及的知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力，明確實驗原理為解答關鍵，注意熟練掌握化學實驗基本操作方法．