Question

2．紫菜中含有比较丰富的碘，通常以KI形式存在．KMnO₄是强氧化剂，能氧化H₂O₂、SO₃^2-、Br^-、I^-、S^2-、Fe²⁺等．某化学兴趣小组拟对市面上销售的某品牌紫菜进行碘的提取和含碘量测定，设计了如下实验步骤：
A．将灼烧后的紫菜灰溶于水，配成悬浊液，过滤
B．将水溶液和试剂甲加入分液漏斗中，震荡后静置，放出下层溶液备用
C．取干燥的紫菜m g于坩埚中灼烧
D．向滤液中滴加少量硫酸酸化的3%的H₂O₂溶液a ml，充分反应
E．对下层溶液进行某操作，得到碘单质并回收试剂甲
（1）对上述实验步骤进行合理的排序：CADBE．
（2）步骤D中发生的离子反应为：2H⁺+H₂O₂+2I^-=I₂+2H₂O．
小组中甲同学分析实验时认为步骤D中的H₂O₂可能有剩余，故取少量酸性高锰酸钾溶液，向其中滴加D中反应后的溶液，若溶液的紫色褪去，则说明H₂O₂还剩余．小组乙同学认为该结论存在不严谨的地方，请指出你认为不严谨的地方：若步骤D中I^-未反应完，剩余的I^-也可使高锰酸钾溶液褪色
（3）步骤E中“某操作”是蒸馏．
（4）若实验用的H₂O₂溶液的密度为1g/cm³，假定所加H₂O₂溶液恰好完全反应完，则该紫菜中碘的含量可表示为：$\frac{\frac{a×3%}{34}×2×127}{\frac{m}{100}}$g/100g（结果不化简）

Answer 1

分析 （1）碘的提取和含碘量测定应先：C．取干燥的紫菜m g于坩埚中灼烧，A．将灼烧后的紫菜灰溶于水，配成悬浊液，过滤；D．向滤液中滴加硫酸酸化的3%的H₂O₂溶液a mL，充分反应；B．将水溶液和试剂甲加入分液漏斗中，震荡后静置，放出下层溶液备用；E．对下层溶液进行某操作，得到碘单质并回收试剂甲；
（2）步骤D中发生的是过氧化氢氧化碘离子为碘单质；实验过程中碘离子、过氧化氢都可以和高锰酸钾溶液发生反应使之褪色；
（3）对下层溶液进行某操作，得到碘单质并回收试剂甲，利用物质的沸点不同通过蒸馏方法得到；
（4）所加H₂O₂溶液恰好完全反应完全，依据化学方程式定量关系计算碘离子物质的量计算碘元素质量分数．

解答 解：（1）碘的提取和含碘量测定应先：C．取干燥的紫菜m g于坩埚中灼烧，A．将灼烧后的紫菜灰溶于水，配成悬浊液，过滤；D．向滤液中滴加硫酸酸化的3%的H₂O₂溶液a mL，充分反应；B．将水溶液和试剂甲加入分液漏斗中，震荡后静置，放出下层溶液备用；E．对下层溶液进行某操作，得到碘单质并回收试剂甲，实验步骤进行合理的排序为：CADBE；
故答案为：CADBE；
（2）步骤D中发生的是过氧化氢氧化碘离子为碘单质，反应的离子方程式为：2H⁺+H₂O₂+2I^-=I₂+2H₂O；实验过程中碘离子、过氧化氢都可以和高锰酸钾溶液发生反应使之褪色；步骤D中的H₂O₂可能有剩余，取少量酸性高锰酸钾溶液，向其中滴加D中反应后的溶液，若溶液褪色则说明还剩余H₂O₂．小组乙同学认为该结论存在不严谨的地方，请指出你认为不严谨的地方，若步骤D中I^-未反应完，剩余的I^-也可使高锰酸钾溶液褪色；
故答案为；2H⁺+H₂O₂+2I^-=I₂+2H₂O；若步骤D中I^-未反应完，剩余的I^-也可使高锰酸钾溶液褪色；
（3）对下层溶液进行某操作，得到碘单质并回收试剂甲，利用物质的沸点不同通过蒸馏方法得到；
故答案为：蒸馏；
（4）所加H₂O₂溶液恰好完全反应完全，依据化学方程式定量关系计算碘离子物质的量计算碘元素质量分数；
            2H⁺+H₂O₂+2I^-=I₂+2H₂O
                 1    2
aml×1g/cm³×3%      n
n=$\frac{aml×1g/c{m}^{3}×3%}{34g/mol}×2$；

则该紫菜中碘的含量可表示=$\frac{\frac{a×3%}{34}mol×2×127g/mol}{\frac{m}{100}g}$=$\frac{\frac{a×3%}{34}×2×127}{\frac{m}{100}}$；
故答案为：$\frac{\frac{a×3%}{34}×2×127}{\frac{m}{100}}$．

点评 本题考查物质含量的测定，为高考常见题型，题目涉及对实验原理与操作步骤的理解、化学计算、物质组成的测定等，难度较大，是对所需知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力，理解实验原理是解答的关键．