资源描述
海水中的元素
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.地球上水资源很丰富,是因为地球表面约有被水覆盖;地球上淡水资源很不充裕,是因为地球淡水量不到总水量的1%,因而海水淡化已成为科学家研究的主要方向。若实行海水淡化作为饮用水,下列方法和原理完全不可能的是( )
A.利用太阳能,使海水蒸馏淡化
B.加明矾,使海水中的盐分沉淀并淡化
C.将海水通过离子交换树脂,除去所含的盐分
D.利用半透膜,采用反渗透法使海水淡化
答案:B
解析:B项中加明矾不能使海水中的盐分沉淀。
2.(2015武汉模拟)实验室从海带灰中提取碘的操作过程,仪器选用不正确的是( )
A.称取3 g左右的干海带——托盘天平
B.灼烧干海带至完全变成灰烬——蒸发皿
C.过滤煮沸后的海带灰水混合液——漏斗
D.用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取液中提取碘——分液漏斗
答案:B
解析:液体的蒸干需盛放在蒸发皿中,而固体的灼烧需放在坩埚中,故B项不正确。
3.(2015河南南阳模拟)镁在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却,下列可作为冷却镁蒸气的气体的是( )
①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2
A.①② B.②③
C.③④ D.④⑤
答案:C
解析:可以作为冷却镁蒸气的气体应与镁蒸气不反应,给出的选项中只有Ar和H2可以。
4.下列从海洋中提取或提纯物质的生产或实验流程中,合理的是( )
A.海水提溴:海水浓缩溴蒸气 液溴
B.海水提镁:海滩贝壳石灰乳MgO镁
C.海带提碘:海带灼烧滤液含碘有机溶液碘晶体
D.海盐提纯:海盐粗盐滤液食盐晶体
答案:A
解析:冶炼镁是电解熔融的MgCl2,B选项错误;从含碘有机溶液中提取碘用蒸馏方法,C选项错误;海盐提纯应该先加BaCl2溶液,后加Na2CO3溶液,最后加稀盐酸,D选项错误。
5.氯化碘(ICl)的化学性质跟Cl2相似,预计它与水反应的最初生成物是( )
A.HI和HClO
B.HCl和HIO
C.HClO3和HIO
D.HClO和HIO〚导学号95380220〛
答案:B
6.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应生成相应的卤化物,与水反应的方程式为IBr+H2OHBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,不正确的是( )
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.与水反应时,既是氧化剂又是还原剂
答案:D
解析:2个原子组成1个IBr分子,A正确;因为其化学性质与卤素相似,所以B也是正确的;IBr中I为+1价,Br为-1价,跟水反应的方程式IBr+H2OHBr+HIO中,反应前后各元素的化合价均未发生变化,仍然是I为+1价Br为-1价,故这个反应不是氧化还原反应,选项D错误;与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应,生成物HBr和HIO再与碱反应,所以2NaOH+IBrNaBr+NaIO+H2O。
7.(2015山东德州模拟)已知某溶液Cl-、Br-、I-的离子数之比为1∶2∶3,要使溶液Cl-、Br-、I-的离子数之比变为3∶2∶1,则通入Cl2的分子数与原溶液中I-的离子数之比为( )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶1 D.3∶1〚导学号95380221〛
答案:B
解析:Cl-、Br-、I-的还原性强弱顺序为I->Br->Cl-,由于反应后还有I-,故Br-未被Cl2氧化,发生的反应为Cl2+2I-I2+2Cl-,若有2 mol I-被氧化,则消耗1 mol Cl2,生成2 mol Cl-,恰好符合题意。
8.(2015辽宁锦州模拟)从淡化海水中提取溴的流程如下:
淡化海水低浓度Br2含Br-等的溶液Br2的浓溶液—Ⅳ…→液溴
下列有关说法不正确的是( )
A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl22Cl-+Br2
C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗标准状况下Cl2 44.8 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
答案:C
解析:淡化海水提取溴的流程反应为Cl2+2Br-Br2+2Cl-,用X吸收得Br-,故X为还原剂,故可用Na2SO3还原Br2;这样就能使Br-富集,然后用Cl2氧化得溴水,最后经过萃取、分液和蒸馏就可得到较纯的液溴。
9.下列实验现象描述正确的是( )
A.碘水中加入少量汽油振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为紫红色
B.红热的铜丝在氯气中燃烧,产生了棕黄色的烟雾
C.电解氯化钠饱和溶液,将阴极气体产物通入碘化钾淀粉溶液中,溶液变蓝
D.溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡,再加入少量四氯化碳振荡,静置后上层颜色变浅,下层颜色变为橙红色
答案:D
解析:汽油的密度比水小,上层颜色应变为紫红色,下层颜色变浅,A项错误;CuCl2是固体,应为烟而不是雾,B项错误;电解NaCl饱和溶液,阳极产生Cl2能使碘化钾淀粉溶液变蓝,C项错误。
10.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是( )
A.用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉KI试纸会变蓝
B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉KI试纸退色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl
C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>I
D.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,则反应中转移的电子数为10NA
答案:C
解析:加碘盐中含有I,在酸性条件下可被I-还原生成I2,A选项正确;根据图示转化关系可知B选项正确;根据途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2,根据途径Ⅱ可知氧化性I>I2,根据途径Ⅲ可知氧化性Cl2>I,C选项错误;根据关系式2I~I2~10e-可知D选项正确。
二、非选择题(本题包括3个小题,共50分)
11.(16分)在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中,采用所给的工艺流程生产单质碘:
(1)碘位于元素周期表中的第 周期第 族。
(2)步骤③加Fe的目的是
。
(3)写出步骤④的化学方程式:
。
(4)上述生产流程中,可以利用的副产物是 ,考虑原料循环利用,若将该副产物制成生产所需的试剂,先后还需加入 来进行处理。
(5)甲物质见光易变黑,其原因是(用化学方程式表示):
。
(6)第⑤步操作可供提纯I2的两种方法是 和 。
答案:(1)5 ⅦA
(2)使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银
(3)2FeI2+3Cl22I2+2FeCl3
(4)Ag 稀硫酸、稀硝酸
(5)2AgI2Ag+I2
(6)升华 萃取
解析:分析物质的转化图,逐一分析讨论可知甲为AgI,乙是由铁和碘化银反应生成的,由于铁在该反应中只能被氧化为+2价,故乙是FeI2,而过量Cl2将FeI2氧化为I2和FeCl3:3Cl2+2FeI22I2+2FeCl3。AgI不稳定,见光易分解生成单质碘和银,银不是晶体而为粉末状,显黑色;由于I2单质易升华,易溶于有机溶剂,提纯I2可用升华法或萃取的方法;上述生产流程中,可利用步骤③生成的Ag来制取AgNO3,以循环利用,但步骤③得到的Ag中含有过量的铁,可先加稀硫酸将铁除去,再溶于稀硝酸制得AgNO3。
12.(2015安徽合肥模拟)(14分)海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。回答下列问题:
(1)据媒体报道,挪威和荷兰正在开发一种新能源——盐能。当海水和淡水混合时,温度将升高0.1 ℃,世界所有入海口的这种能源相当于电力需求的20%。海水和淡水混合时,温度升高最可能的原因是 。
A.发生了盐分解反应
B.发生了水分解反应
C.由于浓度差产生放热
D.盐的溶解度增大
(2)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法。你认为蒸馏法淡化海水最理想的能源是 。
(3)从海水中可得到多种化工原料和产品,下图是利用海水资源的流程图。
①反应Ⅱ的离子方程式为 ;从反应Ⅲ后的溶液中得到纯净的单质溴的实验操作方法是 。
②在母液苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量(g·L-1),实验过程中应测定的数据有 。
答案:(1)C
(2)太阳能
(3)①SO2+Br2+2H2O4H++S+2Br- 萃取、分液、蒸馏 ②苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量
解析:根据信息“一种新能源——盐能”,从而发现海水和淡水混合时,温度升高,其原因是盐的浓度变化,从而产生热效应,故C项正确;淡化海水用蒸馏法时需一定能量,太阳能是理想的能源;从流程图可知,苦卤经酸化浓缩后,用Cl2氧化可得Br2,用SO2吸收后得Br-,最后通入Cl2氧化,再经萃取、分液、蒸馏可得纯Br2。若要测定镁元素的含量,需使Mg2+生成沉淀,分离出来,测定Mg(OH)2沉淀的质量。
13.(2016湖北黄冈高三调研)(20分)查阅资料知:Br2的沸点为58.78 ℃,密度为3.119 g·cm-3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.(1)常温下,单质溴通常呈 态,保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量 。
Ⅱ.工业生产中,海水提溴常用空气吹出法。其生产流程可用下图表示:
某化学实验小组模拟该法设计了如下实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取溴。
实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;
②关闭a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④取B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(2)当观察到A中液面上方出现
(实验现象)时即可判断步骤①中反应已经结束。
(3)X试剂可以是 (填序号),尾气处理选用 (填序号)。
a.H2O
b.饱和食盐水
c.氢氧化钠溶液
d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂发生反应的离子方程式为
。
(4)蒸馏时应该选择下列仪器中的 (填序号),操作中应控制的关键实验条件为
。
Ⅲ.该实验小组利用制得的单质溴研究H2与Br2生成HBr的反应,实验装置如下:
(5)E装置可用来检验反应产物HBr,则D装置的作用是 。若要检验E中收集的HBr,图示装置检验HBr时还不够完善,请结合原有实验装置予以改进: 。〚导学号95380222〛
答案:(1)液 水
(2)黄绿色
(3)d c Br2+S+H2OS+2Br-+2H+
(4)①③⑤⑥⑦ 控制温度在59 ℃左右
(5)除去未反应完的溴蒸气 在D与E之间增加一盛有CCl4的洗气装置
解析:(3)试剂X的作用是吸收Br2蒸气,达到富集溴的目的,故应具有较强的还原性,选饱和Na2SO3溶液。(4)球形冷凝管不适用于蒸馏装置,适用于冷凝回流装置。蒸馏烧瓶带支管。(5)实验的目的是检验生成了HBr,则需要排除Br2蒸气的干扰,除冷凝外还需要增加盛有CCl4的洗气瓶以充分吸收Br2蒸气。
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