Question

海水是一種豐富的資源，工業(yè)生產(chǎn)可以從海水中提取許多有用的物質(zhì)，這些物質(zhì)廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科技等方面．如圖1是從含碘CCl₄溶液得到碘的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
完成下列填空：
①向含碘溶液中加入稍過(guò)量的Na₂SO₃溶液，其離子方程式為

 

；該操作將I₂還原為I^-的目的是

 

．
②操作X的名稱(chēng)為

 

，所用的主要儀器是

 

．
③氧化時(shí)，在三頸瓶中將含I^-的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl₂，在40℃左右反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示）．
實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是

 

；錐形瓶里盛放的溶液為

 

．

④已知：5SO₃^2-+2IO₃^-+2H⁺→I₂+5SO₄^2-+H₂O，某含碘溶液（pH約為8）中一定存在I₂，可能存在I^-、IO₃^-中的一種或兩種．請(qǐng)補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘溶液中是否同時(shí)含有I^-、IO₃^-的實(shí)驗(yàn)方案：

 

．
實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：CCl₄、稀鹽酸、淀粉溶液
⑤濃海水提取鎂的工藝流程如圖3：
濃海水的主要成分如下：

離子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
濃度/（g?L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為

 

，產(chǎn)品2的化學(xué)式為

 

．1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：①碘具有強(qiáng)氧化性，能將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，自身被還原生成碘離子；將碘還原為碘離子，目的是利用分液法除去四氯化碳；
②分離互不相溶的液體采用分液方法；使用的儀器是分液漏斗；
③碘不穩(wěn)定，易升華，且溫度高時(shí)氣體難溶解；碘能和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；
④先用四氯化碳溶液萃取含碘溶液然后分液，水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出碘時(shí)，然后取水層溶液，向溶液中加入淀粉試液，再加鹽酸酸化，根據(jù)溶液是否變藍(lán)色判斷；
⑤工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，應(yīng)是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過(guò)濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，計(jì)算1L溶液中Mg²⁺的質(zhì)量，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂計(jì)算氫氧化鎂的質(zhì)量．

解答： 解：①碘具有強(qiáng)氧化性，能將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，自身被還原生成碘離子，離子方程式為SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；將碘還原為碘離子，目的是利用分液法除去四氯化碳，所以該操作將I₂還原為I^-的目的是使四氯化碳中的碘單質(zhì)轉(zhuǎn)化為碘離子進(jìn)入溶液，
故答案為：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；將I₂還原為I^-的目的是使四氯化碳中的碘單質(zhì)轉(zhuǎn)化為碘離子進(jìn)入溶液；
②分離互不相溶的液體采用分液方法，分離四氯化碳和水溶液采用分液方法，所以X操作為分液；使用的儀器是分液漏斗，故答案為：分液；分液漏斗；
③碘不穩(wěn)定，易升華，且溫度高時(shí)氣體難溶解，所以溫度較低的原因是：防止碘升華或者被氧化、增大氯氣溶解度；碘能和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，錐形瓶中液體是NaOH溶液，
故答案為：防止碘升華或者被氧化、增大氯氣溶解度；NaOH溶液；
④先用四氯化碳溶液萃取含碘溶液然后分液，水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出碘時(shí)，然后取水層溶液，向溶液中加入淀粉試液，再加鹽酸酸化，如果有碘離子和碘酸根離子，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，淀粉試液變藍(lán)色，否則不同時(shí)含有碘離子和碘酸根離子，
故答案為：取少量含碘溶液用四氯化碳多次萃取、分液；水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出碘單質(zhì)時(shí)，水層取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，若溶液變藍(lán)，說(shuō)明廢水中含有碘離子和碘酸根粒子，如果溶液不變藍(lán)，說(shuō)明不同時(shí)含有碘離子和碘酸根離子；
⑤工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過(guò)濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過(guò)濾、干燥的產(chǎn)品2為Mg（OH）₂，
溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g     58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×

58g

24g

=69.6g，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓；Mg（OH）₂；69.6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查海水資源綜合利用，涉及物質(zhì)的提純和分離、氧化還原反應(yīng)、計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，會(huì)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，難點(diǎn)是④，注意化學(xué)語(yǔ)言的準(zhǔn)確性，題目難度中等．