Question

海水是一种丰富的资源，工业生产可以从海水中提取许多有用的物质，这些物质广泛应用于生活、生产、科技等方面．如图1是从含碘CCl₄溶液得到碘的实验过程：
完成下列填空：
①向含碘溶液中加入稍过量的Na₂SO₃溶液，其离子方程式为

 

；该操作将I₂还原为I^-的目的是

 

．
②操作X的名称为

 

，所用的主要仪器是

 

．
③氧化时，在三颈瓶中将含I^-的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl₂，在40℃左右反应（实验装置如图2所示）．
实验控制在较低温度下进行的原因是

 

；锥形瓶里盛放的溶液为

 

．

④已知：5SO₃^2-+2IO₃^-+2H⁺→I₂+5SO₄^2-+H₂O，某含碘溶液（pH约为8）中一定存在I₂，可能存在I^-、IO₃^-中的一种或两种．请补充完整检验含碘溶液中是否同时含有I^-、IO₃^-的实验方案：

 

．
实验中可供选择的试剂：CCl₄、稀盐酸、淀粉溶液
⑤浓海水提取镁的工艺流程如图3：
浓海水的主要成分如下：

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

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为

 

，产品2的化学式为

 

．1L浓海水最多可得到产品2的质量为

 

g．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：①碘具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，自身被还原生成碘离子；将碘还原为碘离子，目的是利用分液法除去四氯化碳；
②分离互不相溶的液体采用分液方法；使用的仪器是分液漏斗；
③碘不稳定，易升华，且温度高时气体难溶解；碘能和强碱溶液反应；
④先用四氯化碳溶液萃取含碘溶液然后分液，水层用淀粉溶液检验不出碘时，然后取水层溶液，向溶液中加入淀粉试液，再加盐酸酸化，根据溶液是否变蓝色判断；
⑤工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，应是用钙离子沉淀硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，产品1为硫酸钙，合成得到氢氧化镁沉淀，故过滤后干燥的产品2为氢氧化镁，计算1L溶液中Mg²⁺的质量，根据Mg²⁺～Mg（OH）₂计算氢氧化镁的质量．

解答： 解：①碘具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，自身被还原生成碘离子，离子方程式为SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；将碘还原为碘离子，目的是利用分液法除去四氯化碳，所以该操作将I₂还原为I^-的目的是使四氯化碳中的碘单质转化为碘离子进入溶液，
故答案为：SO₃^2-+I₂+H₂O=2I^-+SO₄^2-+2H⁺；将I₂还原为I^-的目的是使四氯化碳中的碘单质转化为碘离子进入溶液；
②分离互不相溶的液体采用分液方法，分离四氯化碳和水溶液采用分液方法，所以X操作为分液；使用的仪器是分液漏斗，故答案为：分液；分液漏斗；
③碘不稳定，易升华，且温度高时气体难溶解，所以温度较低的原因是：防止碘升华或者被氧化、增大氯气溶解度；碘能和强碱溶液反应，锥形瓶中液体是NaOH溶液，
故答案为：防止碘升华或者被氧化、增大氯气溶解度；NaOH溶液；
④先用四氯化碳溶液萃取含碘溶液然后分液，水层用淀粉溶液检验不出碘时，然后取水层溶液，向溶液中加入淀粉试液，再加盐酸酸化，如果有碘离子和碘酸根离子，二者发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉试液变蓝色，否则不同时含有碘离子和碘酸根离子，
故答案为：取少量含碘溶液用四氯化碳多次萃取、分液；水层用淀粉溶液检验不出碘单质时，水层取少量溶液，加入1-2mL淀粉溶液，加盐酸酸化，若溶液变蓝，说明废水中含有碘离子和碘酸根粒子，如果溶液不变蓝，说明不同时含有碘离子和碘酸根离子；
⑤工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，离子方程式为：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用过滤的方法得到产品1为CaSO₄，滤液中加入石灰乳，发生反应为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中应得到Mg（OH）₂沉淀，过滤、干燥的产品2为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，
故答案为：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓；Mg（OH）₂；69.6．

点评：本题考查海水资源综合利用，涉及物质的提纯和分离、氧化还原反应、计算等知识点，知道流程图中发生的反应及基本操作，会根据物质的性质设计实验，难点是④，注意化学语言的准确性，题目难度中等．