2022-2023版高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題一 海帶中碘元素的分離及檢驗(yàn)習(xí)題 蘇教版選修6

2022-2023版高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題一 海帶中碘元素的分離及檢驗(yàn)習(xí)題 蘇教版選修6 1．海帶中碘元素的分離實(shí)驗(yàn)中，在灼燒后的海帶灰中加入蒸餾水，煮沸2～3 min，再過(guò)濾。煮沸的目的是(　　) A．加快碘元素與水反應(yīng)的速率 B．使溶液濃縮 C．使空氣中的氧氣更多地進(jìn)入溶液 D．加速碘化物的溶解 解析　灼燒后碘元素以KI等碘化物的形式存在，加水主要是為了溶解碘化物，煮沸是為了加速溶解。 答案　D 2．從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海帶制碘的說(shuō)法，不正確的是(　　) 干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2 A．實(shí)驗(yàn)室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌 B．含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色 D．碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取” 解析　干海帶的灼燒應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，A錯(cuò)誤。 答案　A 3．下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室從廢舊的含CuI/SiO2催化劑中提取碘的實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲加稀H2SO4及H2O2氧化并用CCl4浸取 B．用裝置乙過(guò)濾分離出浸取液 C．用裝置丙分離得到碘的四氯化碳溶液 D．用裝置丁分離萃取液中單質(zhì)碘和四氯化碳 解析　A項(xiàng)，是酸性條件下用H2O2氧化I－獲得I2(2CuI＋2H2O2＋2H2SO4===2CuSO4＋I(xiàn)2＋2H2O)，用CCl4浸取I2，可行；B項(xiàng)，過(guò)濾掉沒(méi)有反應(yīng)的SiO2等固體雜質(zhì)；C項(xiàng)，利用分液裝置分離出I2的CCl4溶液；D項(xiàng)，利用蒸餾裝置分離I2和CCl4，溫度計(jì)的水銀球應(yīng)放在支管口附近，不可行。 答案　D 4．2016年5月15日，是我國(guó)第二十三個(gè)防治碘缺乏病日，我國(guó)的宣傳主題為“科學(xué)補(bǔ)碘，健康一生”。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．海帶中含有碘，但海帶遇淀粉并不會(huì)變藍(lán) B．專家建議“豆腐配海帶，加碘又補(bǔ)鈣”。其中的鈣指的是鈣原子 C．海帶在灼燒的過(guò)程中會(huì)生成－1價(jià)的碘 D．人體缺碘易患甲狀腺腫(大脖子病) 解析　海帶中含的是碘元素，不是單質(zhì)，故遇淀粉不會(huì)變藍(lán)。補(bǔ)鈣則是補(bǔ)鈣元素，而不是鈣原子。海帶在灼燒過(guò)程中，一般把正價(jià)的碘變?yōu)椋?價(jià)的碘。 答案　B 5．下列敘述中正確的是(　　) A．碘易升華，所以要保存在鐵蓋旋緊的試劑瓶中 B．液溴應(yīng)保存在棕色磨口玻璃塞的試劑瓶中，并加少量水進(jìn)行水封 C．漂白粉可露置在空氣中保存 D．碘易溶于酒精，所以用酒精可以從碘水中萃取碘 解析　單質(zhì)碘在加熱時(shí)能與鐵反應(yīng)。液溴易揮發(fā)，且能腐蝕橡膠，故需加水進(jìn)行水封及用磨口玻璃塞。漂白粉露置在空氣中易變質(zhì)，酒精與水互溶。 答案　B 6．海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在，實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如下： ―→ 某化學(xué)興趣小組對(duì)上述流程②、③的設(shè)計(jì)如下圖所示： 已知②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2。 回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出提取過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)操作①、③的名稱： ①________，③________。 (2)四氯化碳是________色、密度比水________的液體。F中下層液體的顏色為_(kāi)_______色，上層液體中溶質(zhì)的主要成分為_(kāi)_______。 (3)從F中得到固態(tài)碘還需進(jìn)行的操作是________。 (4)在灼燒過(guò)程中，使用到的(除泥三角外)實(shí)驗(yàn)儀器有________。 A．試管　　　 B．瓷坩堝　　　C．坩堝鉗 D．蒸發(fā)皿　　　E．酒精燈 解析　本題以從海藻中提取碘為背景材料，考查溶解、過(guò)濾、萃取、分液、蒸餾等實(shí)驗(yàn)操作。 從海藻中提取碘的方法： 海藻灰燼懸濁液含I－的澄清溶液生成I2分層液體含I2的CCl4溶液I2 答案　(1)過(guò)濾　萃取　(2)無(wú)　大　紫紅(或紫)　KCl (3)分液、蒸餾　(4)B、C、E 7．茶是我國(guó)人民喜愛(ài)的飲品。某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)定性檢驗(yàn)茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素。 【查閱部分資料】：草酸銨[(NH4)2C2O4]屬于弱電解質(zhì)；Ca、Al、Fe完全沉淀的pH：Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5.2；Fe(OH)3：pH≥4.1 試根據(jù)上述過(guò)程及信息填空： (1)步驟④用濃氨水調(diào)節(jié)pH后，加熱至沸30 min的作用是____________ ____________________________________________________________； (2)寫(xiě)出檢驗(yàn)Ca2＋的離子方程式__________________________________ ______________________________________________________________； (3)寫(xiě)出沉淀C所含主要物質(zhì)的化學(xué)式______________________________ _____________________________________________________________； (4)寫(xiě)出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式_________________ _______________________________________________； (5)步驟⑨的作用是__________________________，猜測(cè)步驟⑩的目的是____________________________。 解析　(1)結(jié)合題給沉淀的pH值可知，加入濃氨水調(diào)節(jié)pH值6～7的目的是為了使Al3＋、Fe3＋完全沉淀。(2)由題加入(NH4)2C2O4產(chǎn)生白色沉淀可知生成CaC2O4沉淀。(3)由pH可知生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。(4)沉淀C溶解于鹽酸后所得溶液中含F(xiàn)e3＋、Al3＋，F(xiàn)e3＋遇SCN－發(fā)生顯色反應(yīng)生成紅色溶液。(5)由pH范圍可知，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。 答案　(1)使Al3＋、Fe3＋完全沉淀 (2)Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)3]2＋ (5)使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀　檢驗(yàn)Al3＋(或鋁元素)存在 8．環(huán)己酮是一種重要的有機(jī)化工原料。實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如下： 環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見(jiàn)下表： 物質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量 沸點(diǎn)(℃) 密度(g·cm－3，20 ℃) 溶解性 環(huán)己醇 100 161.1 0.962 4 能溶于水和醚 環(huán)己酮 98 155.6 0.947 8 微溶于水， 能溶于醚 現(xiàn)以20 mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng)，制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品，然后進(jìn)行分離提純。分離提純過(guò)程中涉及的主要步驟有(未排序)： a．蒸餾，除去乙醚后，收集151～156 ℃餾分； b．水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6 ℃，易燃燒)萃取，萃取液并入有機(jī)層； c．過(guò)濾； d．往液體中加入NaCl固體至飽和，靜置，分液； e．加入無(wú)水MgSO4固體，除去有機(jī)物中少量水。 回答下列問(wèn)題： (1)上述分離提純步驟的正確順序是________(填字母)。 (2)b中水層用乙醚萃取的目的是_____________________________。 (3)以下關(guān)于萃取分液操作的敘述中，不正確的是______。 A．水溶液中加入乙醚，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如圖用力振蕩 B．振蕩幾次后需打開(kāi)分液漏斗上口的玻璃塞放氣 C．經(jīng)幾次振蕩并放氣后，手持分液漏斗靜置待液體分層 D．分液時(shí)，需先將上口玻璃塞打開(kāi)或玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，再打開(kāi)旋塞待下層液體全部流盡時(shí)，再?gòu)纳峡诘钩錾蠈右后w (4)在上述操作d中，加入NaCl固體的作用是______________________。蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為_(kāi)_______。 (5)蒸餾操作時(shí)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水，應(yīng)采取的正確方法是__________________________________________________________。 解析　(1)提純環(huán)己酮時(shí)首先應(yīng)加入NaCl固體，使水溶液的密度增大，使水層與有機(jī)層更容易分離開(kāi)；然后水層用乙醚進(jìn)行萃取，使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取，提高環(huán)己酮的產(chǎn)量，將萃取液并入有機(jī)層；再向有機(jī)層中加入無(wú)水MgSO4，以除去有機(jī)物中少量的水，然后過(guò)濾，除去MgSO4固體，最后再進(jìn)行蒸餾即可得到環(huán)己酮。(2)b中水層用乙醚萃取的目的是使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取，提高環(huán)己酮的產(chǎn)量。(3)應(yīng)將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)用力振蕩，A項(xiàng)錯(cuò)誤；振蕩時(shí)，分液漏斗中某些物質(zhì)揮發(fā)變成氣體，會(huì)使分液漏斗中壓強(qiáng)增大，所以要適時(shí)旋開(kāi)旋塞放氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；經(jīng)振蕩放氣后，應(yīng)將分液漏斗固定在鐵架臺(tái)上靜置待液體分層，C項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)提純環(huán)己酮時(shí)加入NaCl固體，可降低環(huán)己酮的溶解度，使水溶液的密度增大，水層與有機(jī)層更容易分離開(kāi)。由于乙醚的沸點(diǎn)為34.6 ℃，采用水浴加熱的方式能更好地控制加熱溫度。(5)蒸餾操作時(shí)未通冷凝水，要停止加熱，待冷卻后再通冷凝水，以防冷凝管炸裂。 答案　(1)dbeca　(2)使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量　(3)ABC　(4)降低環(huán)己酮的溶解度；增大水層的密度，有利于液體分層　水浴加熱 (5)停止加熱，冷卻后通冷凝水