2020版高考化學大一輪復習 第3章 自然界中的元素 9 第4節(jié) 海水中的元素檢測 魯科版.doc

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第4節(jié) 海水中的元素 [課后達標檢測] 一、選擇題 1．(教材改編題)由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結晶。其先后順序正確的是(　　) A．②④③⑤①　　　　　 B．③②④①⑤ C．③④②⑤① D．②④⑤③① 解析：選A。海水提鎂流程：鹵水Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2。 2．相同質量的鎂條分別在①氧氣、②空氣、③氮氣、④二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產物的質量由小到大的順序是(　　) A．②①③④ B．④①②③ C．③②①④ D．③①②④ 解析：選C。根據2Mg＋O22MgO；3Mg＋N2Mg3N2；2Mg＋CO22MgO＋C可知，鎂在空氣中發(fā)生以上三個反應，所得固體是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根據各氣體在空氣中所占的比例可知C項正確。 3．從海帶中提取碘單質，成熟的工藝流程如下，下列關于海水制碘的說法不正確的是(　　) 干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2 A．在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并用玻璃棒攪拌 B．往含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，I－發(fā)生氧化反應 C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍色 D．將碘水加入CCl4中，通過萃取、分液得到I2的CCl4溶液　 解析：選A。灼燒固體，應使用坩堝，A項說法錯誤；H2O2能將I－氧化為I2，B項說法正確；碘遇淀粉變藍，C項說法正確；將碘水加入CCl4中，通過萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，D項說法正確。 4．(2019蘭州一中月考)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會逐漸變淺，最后變成無色(I2被氧化為HIO3)。下列說法正確的是(　　) A．整個過程中的還原劑只有I2 B．CCl4層由紫色變成無色的化學方程式為I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl C．若用KI和Cl2反應制1 mol KIO3，至少需要56 L Cl2(標準狀況) D．把KI換成KBr，則CCl4層變?yōu)榧t棕色。繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化，則Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由弱到強的順序是HBrO3HIO3，且由“把KI換成KBr，……顏色沒有變化”，可知氧化性HBrO3>Cl2，D項錯誤。 5．下列敘述中正確的是(　　) A．液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應加水封 B．能使?jié)櫇竦牡矸跭I試紙變成藍色的物質一定是Cl2 C．某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－ D．某溶液加入BaCl2溶液，產生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag＋ 解析：選A。A項，液溴易揮發(fā)，存放液溴的試劑瓶中應用水封，A正確。B項，淀粉KI試紙變藍，說明有I2生成，將I－氧化成單質I2需加氧化劑，Cl2、H2O2、Br2均可，B錯誤。C項，加入CCl4，CCl4層顯紫色，說明原溶液中有I2而不是有I－，C錯誤。D項，某溶液加入BaCl2，產生不溶于稀HNO3的白色沉淀，該溶液可能含SO：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，可能含Ag＋：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，D錯誤。 6．海洋是一座巨大的化學資源寶庫，如圖是從海水中提取若干種化學物質的流程圖，則下列說法正確的是(　　) A．除去粗鹽中的SO、Ca2＋、Mg2＋等雜質，①中加入試劑的順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸 B．②中包含制取MgCl2溶液、無水MgCl2及電解熔融狀態(tài)的MgCl2幾個階段 C．③④⑤中溴元素均被氧化 D．蒸餾法是技術最成熟也是最具發(fā)展前景的海水淡化方法 解析：選B。A項中的加入順序會導致過量的Ba2＋無法除去，A錯誤；單質鎂是通過電解熔融MgCl2的方法制取的，B正確；流程圖中的第④步中溴元素被還原，C錯誤；蒸餾法會消耗大量的能源，不是最具有發(fā)展前景的方法，D錯誤。 7．將Cl2通入NaBr和NaI的混合液中，待反應充分后將所得溶液加熱蒸干并灼燒，最后將得到的固體冷卻、稱量。稱量所得固體的質量與通入Cl2的體積關系如圖所示。則原混合液中NaI的物質的量為(　　) A．0.5 mol　　　　　　　 B．0.4 mol C．0.3 mol D．0.25 mol 解析：選D。含NaBr和NaI的溶液中，通入Cl2，先發(fā)生Cl2＋2NaI===I2＋2NaCl，后發(fā)生Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，充分反應后將所得溶液蒸干、灼燒，得到NaCl固體，由圖可知29.25 g固體為NaCl的質量。根據氯元素守恒，則n(Cl2)＝n(NaCl)＝＝0.25 mol。根據圖示：0～2.5V(即0～0.125 mol Cl2)段發(fā)生的反應為2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2，故n(NaI)＝0.25 mol。 8．某同學通過系列實驗探討Mg及其化合物的性質，操作正確且能達到目的的是(　　) A．將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性 B．將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察 Mg(OH)2沉淀的生成 C．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀 D．將Mg(OH)2沉淀轉入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體 解析：選B。稀釋濃硫酸時，應將濃硫酸沿著器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及時攪拌，A錯誤；過濾時需要用玻璃棒引流，C錯誤；蒸發(fā)溶液時應該用蒸發(fā)皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必須在HCl氣氛中加熱才能得到無水MgCl2固體，D錯誤。 二、非選擇題 9．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下： (1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼，它的作用是________________________________，貝殼經歷的有關變化的化學方程式是________________________________。 (2)寫出由MgCl2得到金屬鎂的反應方程式：_________________________________。 (3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應怎樣除去？(寫出實驗步驟)__________________。 (4)從經濟效益角度看，該化工廠的廠址應選擇在__________________________。 (5)實驗室中將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下用到玻璃棒的目的。 溶解時：_____________________________________________________________； 過濾時：______________________________________________________________； 蒸發(fā)時：______________________________________________________________。 解析：在海水提鎂的生產中，利用海邊的貝殼制造石灰乳，以降低運輸成本，將電解生成的氯氣與氫氣化合制備鹽酸，再將鹽酸與氫氧化鎂反應制取氯化鎂，以實現原料的循環(huán)利用，以及將廠址選在海邊等都是為了提高經濟效益。 答案：(1)作為原料，用來制堿(或石灰乳)　CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2 (2)MgCl2Mg＋Cl2↑ (3)加入MgCl2溶液至過量，過濾，即可除去Ca(OH)2 (4)海邊 (5)攪拌，加速溶解　引流，使待過濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺　攪拌，防止因局部過熱而使液體或晶體飛濺 10．溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱堿性。工業(yè)上制備Br2的操作步驟： ①一定條件下，將Cl2通入濃縮的海水中，生成Br2； ②利用熱空氣將Br2吹出，并用濃Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等； ③用硫酸酸化步驟②得到的混合物。 完成下列填空： (1)Cl2氧化Br－應在________條件下進行，目的是為了避免______________________。 (2)Br2可用熱空氣吹出，其原因是_____________________________________。 (3)寫出步驟③所發(fā)生反應的化學方程式：____________________________________。 用硫酸而不用鹽酸酸化的原因可能是__________________________。步驟②的產品有時運輸到目的地后再酸化，主要是因為________________________________________。 (4)為了除去工業(yè)Br2中微量的Cl2，可向工業(yè)Br2中________。 a．通入HBr　　　　　　　　 b．加入Na2CO3溶液 c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液 解析：(1)利用存在Br－的海水呈堿性和Cl2、Br2可與堿性物質反應可知為防止Cl2或得到的溴與堿反應，則氯氣在氧化Br－時應在酸性條件下進行。(2)溴可被熱空氣吹出，是因為溴的沸點低，易揮發(fā)。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中，加入H2SO4，Br－與BrO發(fā)生價態(tài)歸中反應生成Br2，結合得失電子守恒、原子守恒可寫出反應的化學方程式；酸化時不用鹽酸是防止在酸性條件下，BrO將Cl－氧化為Cl2混入溴中；因溴具有強氧化性，易腐蝕其他物質，所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到運送到目的地再酸化。(4)根據給出的試劑，HBr和NaBr溶液均可除去Cl2，但HBr和Cl2反應生成的HCl不易被除去；而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均會和Br2反應。 答案：(1)酸性　Cl2歧化(或Br2歧化) (2)Br2易揮發(fā)(或Br2沸點低) (3)3H2SO4＋5NaBr＋NaBrO3===3Na2SO4＋3Br2＋3H2O　酸性條件下BrO能將氯離子氧化為氯氣　溴具有強氧化性(或強腐蝕性) (4)c 11．實驗室從含碘廢液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其實驗過程如下： (1)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式為 ________________________________________________________________________； 該操作將I2還原為I－的目的是_____________________________________。 (2)操作X的名稱為________。 (3)氧化時，在三頸燒瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40 ℃左右反應(實驗裝置如圖所示)。實驗控制在較低溫度下進行的原因是__________________；錐形瓶里盛放的溶液為________________。 (4)已知：5SO＋2IO＋2H＋=== I2＋5SO＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘廢水中是否含有I－、IO的實驗方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗不出有碘單質存在； ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。 解析：(1)I2單質被SO還原為I－，SO被氧化為SO，離子方程式為SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋；將I2還原為I－的目的是使溶于CCl4中的碘進入水層。(2)CCl4不溶于水，因此可以通過分液的方法使其與水分離。(3)溫度較低時Cl2的溶解度大，同時減少I2的升華；在錐形瓶里面放入NaOH溶液吸收尾氣。(4)要證明I－的存在，可以利用Fe3＋將I－氧化為I2單質，利用淀粉遇I2變藍色，可以證明反應的發(fā)生；要證明IO的存在，可以利用SO的還原性，將其還原為I2單質，利用淀粉遇I2變藍色，可以證明反應的發(fā)生。 答案：(1)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋　使溶于CCl4中的碘進入水層 (2)分液 (3)使氯氣在溶液中有較大的溶解度(或防止I2升華或防止I2進一步被氧化)　NaOH溶液 (4)從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加稀鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍，說明廢水中含有IO；若溶液不變藍，說明廢水中不含有IO 12．如下圖所示，根據實驗室制取氯氣的原理和性質，回答下列問題： (1)寫出裝置甲中發(fā)生反應的化學方程式：____________________________________。 裝置甲中的儀器使用前需要檢漏的有________(寫名稱)。 (2)利用裝置丙制取飽和氯水并測其pH。 ①證明氯水已飽和的現象是_______________________________________________。 ②測定飽和氯水的pH方法是__________________________________。 ③若撤去裝置乙，直接將裝置甲和丙相連。這樣做對實驗測定結果的影響是________________________________________________________________________。 (3)飽和氯水與石灰石的反應是制取較濃的HClO溶液的方法之一。某同學運用這一方法，嘗試制取HClO溶液并進行了如下定性實驗： i．在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL 飽和氯水，充分反應，有少量氣泡產生，溶液的黃綠色退去； ii.過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現其漂白性更強； iii.為了確定反應產物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗： 第一份與澄清石灰水混合，立即產生大量白色沉淀； 第二份與稀鹽酸混合，立刻產生大量氣泡； 第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產生。 經檢測，上述實驗中產生的無色氣體均為CO2氣體。 ①試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因：_____________________(用有關的方程式結合文字回答)。 ②試根據所學知識推測，在ii的濾液中含有的溶質，除了溶解的極少量氯氣外，還含有的其他溶質為________________________________(寫化學式)。 ③寫出步驟iii中第一份濾液發(fā)生反應的離子方程式： ________________________________________________________________________。 解析：(1)在裝置甲中MnO2與濃鹽酸混合加熱發(fā)生反應，制取氯氣，反應的化學方程式是MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；裝置甲中的儀器使用前需要檢漏的為分液漏斗。(2)①氯氣的水溶液叫氯水，證明氯水已飽和的現象是丙中液體呈黃綠色，丙上部空間呈黃綠色，有黃綠色氣體進入丁中；②由于飽和氯水中含氧化性的HClO，會將pH試紙氧化，因此不能使用pH試紙測定飽和氯水的pH，故測定飽和氯水的pH方法是用pH計直接測定；③濃鹽酸具有揮發(fā)性，在制取的氯氣中含有HCl，若撤去裝置乙，直接將裝置甲和丙相連，HCl溶解在水中使氯水的酸性增強，故導致測得的pH偏小。(3)①在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因是飽和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，由于酸性HCl>H2CO3>HClO，所以會發(fā)生化學反應：2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，由于c(H＋)減小，根據平衡移動原理，減小生成物的濃度，化學平衡正向移動，使HClO的濃度增大；②將ii的濾液滴在有色布條上，發(fā)現其漂白性更強，說明該濾液中除了溶解的極少量氯氣外，還含有的其他溶質為CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO；③將濾液的第一份與澄清石灰水混合，立即產生大量白色沉淀，說明產生了CaCO3沉淀，反應的離子方程式是Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O。 答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　分液漏斗 (2)①丙中液體呈黃綠色，丙上部空間呈黃綠色，有黃綠色氣體進入丁中 ②用pH計直接測定 ③由于氯化氫未除盡會導致制得的氯水酸性增強，測得的pH偏小 (3)①由于飽和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3 ===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的濃度增大 ②CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO ③Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O