Question

3．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的过程如下：

请填写下列空白：
（1）灼烧海藻时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是BDEF（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）．
A．烧杯    B．瓷坩埚    C．表面皿    D．泥三角    E．酒精灯    F．坩埚钳
（2）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①过滤、②萃取分液．
（3）提取碘的过程中，以下有机溶剂不能使用的是A（填编号），其原因是酒精易溶于水，不能分层．
A．酒精    B．苯    C．汽油
该提取操作通常在分液漏斗（仪器名称）中进行，若得到的是含碘的四氧化碳溶液，静置后分层，下层为紫红色．
（4）“加碘食盐”中的碘主要以碘酸钾形式存在，其中碳元素的化合化是+5．测定“加碘食盐”中碘元素含量的一种方法如下：称取50.0g食盐溶于适量水，加入过量碘化钾和稀硫酸，其反应的化学方程式为：
1KIO₃+5KI+3H₂SO₄→3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
①配平上述方程式：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+H₂O．
②该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比为5：1．

Answer 1

分析 海带灼烧可生成水和二氧化碳，海带灰中含有碘化钾等物质，溶于水，浸泡过滤得到含有碘离子的溶液，加入氯水或通入氯气，氯气置换出碘，得到碘的水溶液，用四氯化碳萃取得到含碘的有机溶液，经蒸馏可得到碘，
（1）根据实验操作步骤①为灼烧来分析用到的实验仪器，灼烧海带时，所用到的仪器除需要泥三角除酒精灯和泥三角外，还需要坩埚盛放海带；
（2）分离固体和液体用过滤，将碘水转化为含碘的有机溶液，需用对卤素单质溶解能力强的有机溶剂把碘从碘水中提取出来，对应进行的实验操作是萃取；
（3）利用碘易溶于有机溶剂的性质来进行提取，须注意：选择的能提取碘的试剂除了对I₂有强的溶解能力处，还必须难溶于水，否则不能进行分液分离；
（4）碘酸钾中氧元素是-2价，钾元素是+1价，化合物中元素的化合价的代数和为零，该反应中化合价的变化为：KIO₃→I₂，I元素由+5价→0价，一个KIO₃分子得5个电子；KI→I₂，I元素由-1价→0价，KI为还原剂，一个KI失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO₃的计量数为1，KI的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平，
①根据氧化还原反应中得失电子数相等配平，元素化合价升高的为还原剂；
②-1价碘元素被氧化．+5价碘元素被还原；

解答 解：（1）灼烧固体物质一般使用（瓷）坩埚，而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上，三脚架下面的空间放酒精灯，
故答案为：BDEF；　
（2）将悬浊液分离为残渣和含碘离子溶液应选择过滤的方法．将碘水转化为含碘的有机溶液，需用对卤素单质溶解能力强的有机溶剂把碘从碘水中提取出来，对应进行的实验操作是萃取，故答案为：过滤；萃取分液；
（3）利用碘易溶于有机溶剂的性质来进行提取，须注意：选择的能提取碘的试剂除了对I₂有强的溶解能力处，还必须难溶于水，否则不能进行分液分离，符合条件的是汽油或苯，酒精易溶于水，不能分层，不能用酒精做萃取剂，萃取分液操作在分液漏斗中进行，若得到的是含碘的四氧化碳溶液，静置后分层，四氯化碳为不溶于水比水重的有机溶剂，静置后分层，四氯化碳在下层为紫红色，
故答案为：A；酒精易溶于水，不能分层；分液漏斗；紫红；
（4）化合物中元素的化合价的代数和为零．化合物中钾元素常显+1价，氧元素常显-2价，设碘酸钾中碘元素的化合价为x．则（+1）+x+（-2）×3=0，x=+5，该反应中化合价的变化为：KIO₃→I₂，I元素由+5价→0价，一个KIO₃分子得5个电子；KI→I₂，I元素由-1价→0价，KI为还原剂，一个KI失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO₃的计量数为1，KI的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平，得到化学方程式为：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+H₂O，
故答案为：+5；1、5、3、3、3、3；KI；
①配平上述方程式为：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+H₂O，
故答案为：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+H₂O；
②分析可知该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比为5：1，
故答案为：5：1．

点评 本题考查制备实验方案的设计、实验室里从海藻中提取碘、氧化还原反应配平，涉及到的知识点较多，掌握碘元素的有关知识及其计算是解答的关键，题目难度中等，注意基本实验操作的要点和注意事项．