卤族元素、海水资源的综合利用、环境保护与绿色化学 突破训练（一）.doc

卤族元素、海水资源的综合利用、环境保护与绿色化学 ‎ 突破训练（一）‎ ‎1．我们日常生活中蕴藏着丰富的化学知识，利用日常生活中常见的物质：碘酒、食盐、食醋、84消毒液(内含NaClO)，不能完成的任务是(　　)‎ A．检验奶粉中是否加有淀粉 B．除去煮水锅中的水垢 C．检验自来水中是否有Cl－‎ D．洗去白色衣服上的番茄汁 解析：选C　可用碘酒检验买来的奶粉中是否加有淀粉，加入碘酒，如果变蓝色证明含有淀粉，A不符合题意；水垢的主要成分是碳酸钙，而食醋中含醋酸，碳酸钙可以与醋酸反应，B不符合题意；实验室用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，缺少硝酸银溶液，所以无法完成检验，C符合题意；次氯酸具有强氧化性，利用84消毒液可洗去白色衣服上的番茄汁，D不符合题意。‎ ‎2．下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲灼烧碎海带 B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2‎ D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气 解析：选B　A项，灼烧碎海带应在坩埚中进行，不能用烧杯，装置甲不能达到实验目的；B项，用装置乙过滤海带灰浸泡液能达到实验目的；C项，用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热，装置丙不能达到实验目的；D项，吸收Cl2‎ 应用NaOH溶液，装置丁不能达到实验目的。‎ ‎3．在玻璃中加入溴化银(AgBr)和CuO可制得变色镜片，其中所含物质及变色原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．溴化银应避光保存 B．变色镜片可反复变色 C．变色镜片颜色变深的过程发生了化合反应 D．变色镜片中的氧化铜在变色过程中质量不变 解析：选C　根据题图知，溴化银见光易分解，所以AgBr应该避光保存，A正确；根据题图知，在强光照射条件下，溴化银分解生成Ag和溴，在暗光下，二者反应生成AgBr，所以变色镜片可反复变色，B正确；AgBr分解生成Ag和溴是分解反应，Ag和溴在催化剂条件下反应生成AgBr是化合反应，C错误；催化剂在反应中只改变反应速率，但本身质量不变，CuO是催化剂，所以变色镜片中的CuO在变色过程中质量不变，D正确。‎ ‎4．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)‎ A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强 B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强 C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2‎ D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为 ‎2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O 解析：选B　E处发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，则E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强，A、C正确；F处可能发生反应Cl2＋2I－===2Cl ‎－＋I2，也可能发生反应Br2＋2I－===2Br－＋I2，F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成，由于氯气的干扰，所以不能说明Br2的氧化性比I2强，B错误；G为尾气处理装置，装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O，D正确。‎ ‎5．海水综合利用要符合可持续发展的原则，其联合工业体系(部分)如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．①中可采用蒸馏法 B．②中将MgCl2溶液蒸干即可得到无水MgCl2‎ C．③中提溴涉及到氧化还原反应 D．④中的产品可生产盐酸、漂白液等 解析：选B　利用蒸馏原理可从海水中提取淡水，A正确；从海水中得到氯化镁后，Mg2＋水解生成氢氧化镁和氯化氢，将MgCl2溶液蒸干促进Mg2＋水解，得到氢氧化镁，不能得到无水MgCl2，B错误；将苦卤浓缩通入过量氯气，Br－被氧化，生成单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫反应转化成氢溴酸以富集溴，然后再用氯气将其氧化得到单质溴，反应过程中涉及氧化还原反应，C正确；电解氯化钠溶液，得到氢氧化钠、氢气和氯气，利用制得的氯气可以生产盐酸和漂白液，D正确。‎ ‎6．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－‎ B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出 C．③中得到的上层溶液中含有I－‎ D．操作Z的名称是加热 解析：选C　海带浸取液中加入过氧化氢和稀硫酸得到含碘单质的水溶液，加入萃取剂四氯化碳振荡、静置、分液得到含碘单质的四氯化碳溶液，加入NaOH溶液振荡、静置、分层，上层溶液的溶质为NaI和NaIO，再加入稀硫酸酸化发生氧化还原反应生成碘单质的悬浊液，通过操作Z(过滤)得到碘单质；反应为酸性环境，①中反应的离子方程式：2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，A错误；四氯化碳比水的密度大在下层，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出，B错误；③中I2与NaOH溶液发生反应I2＋2OH－===IO－＋I－＋H2O，得到的上层溶液中含有IO－、I－，C正确；操作Z的名称是过滤，D错误。‎ ‎7．工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是(　　)‎ 解析　A项制取Mg应电解熔融MgCl2；B项制取Al应电解熔融Al2O3；D项热裂汽油与I2反应，应用CCl4或苯萃取。‎ ‎8．化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．新能源汽车的推广与使用，有助于减少光化学烟雾的产生 B．氯气泄漏时，可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻疏散到安全区域 C．铁在潮湿的空气中放置，易发生化学腐蚀而生锈 D．地球上99%的溴元素以Br－的形式存在于海水中，溴化钠和溴化钾在医药上常用作镇静剂 解析　新能源汽车的推广和使用，能减少化石燃料的使用，有助于减少光化学烟雾的产生，A项正确；氯气能与碱溶液反应，故氯气泄漏时，用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻，能有效减少氯气的吸入，B项正确；铁在潮湿的空气中放置，易发生电化学腐蚀而生锈，C项错误；地球上99%的溴元素以Br－的形式存在于海水中，NaBr、KBr常用作镇静剂，D项正确。‎ ‎9．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是(　　)‎ A．汽车的排气管上装有“催化转化器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2‎ B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染 C．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 D．大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2，从而使雨水的pH＝5.6，即形成酸雨 解析　煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2转化为CaSO3，再氧化生成CaSO4，B项错误；制作光导纤维的是二氧化硅，C项错误；雨水的pH＜5.6才形成酸雨，D项错误。‎ ‎10．镁及其合金是用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。实验室模拟海水中提取镁的主要步骤如下，下列说法错误的是(　　)‎ ‎ ‎ A．步骤Ⅰ分离物质需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B．溶液A中的阴离子主要有Cl－、SO、OH－‎ C．试剂②应选用稀盐酸 D．步骤Ⅲ可直接加热MgCl2溶液得到MgCl2固体 解析　步骤Ⅰ分离物质的操作是过滤，需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，A项正确；步骤Ⅰ中引入OH－，B项正确；稀盐酸与氢氧化镁反应生成氯化镁，C项正确；Mg2＋水解，直接加热氯化镁溶液得不到氯化镁固体，D项错误。‎ ‎11．下列气体物质的主要来源及对环境影响相对应的是(　　)‎ 解析　CO2能造成温室效应，A项错误；SO2是形成硫酸型酸雨的主要原因，B项错误；NO2及碳氢化合物是造成光化学烟雾的主要原因，C项错误。‎ ‎12．如果实行海水淡化来供用居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是(　　)‎ A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化 C．将海水缓慢降温使盐析出以获取淡水 D．将海水通过离子交换树脂以除去杂质离子 解析　明矾净水是利用Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的悬浮杂质，并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化；利用太阳能使海水蒸馏淡化，是有研究价值的一种淡化途径；海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化；将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法。‎ ‎13．海洋中有大量的宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤，然后加热到363‎ ‎ K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。‎ ‎(1)把溴吹出的气体X，最可能用下面的________(填选项字母)。‎ A．乙烯 B．空气 C．氩气 D．CO2‎ ‎(2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理。______(填“是”或“否”)，并说出理由：______________________ __________________。‎ ‎(3)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染，某实验小组准备收集工厂的空气测定溴的含量，提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液，请你为他们设计收集一瓶工厂的空气的方法：‎ ‎________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(4)纯碱溶液吸收溴的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；‎ 硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)吹出的溴单质用Na2CO3吸收，不能用CO2吹出Br2，是因为CO2与Na2CO3能发生反应，乙烯与溴单质发生加成反应，氩气的使用在工业上成本较高，因此用的是空气。(2)直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取剂，而且还造成一部分溴流失，使从萃取剂中分离出液溴成本增加。(3)收集工厂内的空气，只需把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂后，把其中的液体倒出，然后密封试剂瓶，即得一瓶工厂内的空气。(4)根据题中提供的信息，Br2与Na2CO3反应的化学方程式为3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑，然后用硫酸酸化得单质溴的离子方程式为5Br－＋6H＋＋BrO===3Br2＋3H2O。‎ 答案　(1)B　‎ ‎(2)否　需大量萃取剂，污染大，利用率低 ‎(3)把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂，在工厂内把其中的液体全部倒出，然后加盖密封 ‎(4)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑‎ ‎5Br－＋6H＋＋BrO===3Br2＋3H2O ‎14．某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。‎ 实验(一)　碘含量的测定 取0.010 0 mol·L－1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00 mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(I－)的变化，部分数据如下表示：‎ V(AgNO3)‎ ‎/mL ‎15.00‎ ‎19.00‎ ‎19.80‎ ‎19.98‎ ‎20.00‎ ‎20.02‎ ‎21.00‎ ‎23.00‎ ‎25.00‎ E/mV ‎－225‎ ‎－200‎ ‎－150‎ ‎－100‎ ‎50.0‎ ‎175‎ ‎275‎ ‎300‎ ‎325‎ 实验(二)　碘的制取 另取海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：‎ 已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。‎ 请回答：‎ ‎(1)实验(一)中的仪器名称：‎ 仪器A__________，仪器B__________。‎ ‎(2)①根据表中数据绘制滴定曲线：‎ ‎②该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为______ mL，计算得海带中碘的百分含量为______%。‎ ‎(3)①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为______________________________________________________。‎ ‎②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是__________________________________。‎ ‎③下列有关步骤Y的说法，正确的是________(双选；填选项字母)。‎ A．应控制NaOH溶液的浓度和体积 B．将碘转化成离子进入水层 C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质 D．NaOH溶液可以由乙醇代替 ‎④实验(二)中操作Z的名称是__________。‎ ‎(4)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是______________________________________。‎ 解析　(1)仪器A为坩埚，仪器B为500 mL容量瓶。‎ ‎(2)①以V(AgNO3)的数值为横坐标，以电势的数值为纵坐标，找出对应的点，将各点用光滑的曲线连接起来即可得滴定曲线。‎ ‎②由滴定曲线可知，滴定终点时，用去AgNO3溶液的体积为20 mL。根据关系式：‎ I－　～AgNO3　～　AgI ‎127 g　 1 mol m(I－) 0.010 0 mol·L－1×0.020 L＝0.000 20 mol m(I－)＝127 g·mol－1×0.000 20 mol＝0.025 4 g，则500 mL含I－的海带浸取原液中含有的m(I－)＝0.025 4 g×＝0.127‎ ‎ g，则海带中碘的百分含量为×100%＝0.635%。‎ ‎(3)①分液漏斗的检漏方法：向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检验玻璃塞是否漏水。②步骤X中，萃取后分液漏斗内液体分为上下两层，水层在上，含有I2的CCl4层在下，且下层呈紫红色。③步骤Y应控制NaOH溶液的浓度和体积，因为在较稀浓度下，I2有可能发生如下反应：I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，A项正确；加入NaOH溶液的目的就是将碘转化成离子进入水层，即从四氯化碳溶液中转移出来，B项正确；海带浸取原液中不含有机杂质，C项错误；乙醇能与CCl4互溶，不能用乙醇代替NaOH溶液，D项错误。④碘在水中溶解度较小，可用过滤的方法将碘单质过滤出来，即操作Z为过滤。(4)由于碘易升华，蒸馏时易导致碘的损失。‎ 答案　(1)坩埚　500 mL容量瓶 ‎(2)①‎ ‎②20.00　0.635‎ ‎(3)①向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水 ‎②液体分上下两层，下层呈紫红色 ‎③AB ‎④过滤 ‎(4)主要由于碘易升华，会导致碘的损失 ‎15．石油脱硫废气中含有较多硫化氢，如何对其进行综合利用回收硫是研究的热点。请回答下列问题：‎ ‎(1)实验室用启普发生器制备硫化氢气体，原料可选用________(填选项字母)。‎ A．稀盐酸与硫化铜　　　　 B．稀硫酸与硫化亚铁 C．稀硝酸与硫化锌 D．浓盐酸与硫化钠 若要得到一瓶干燥纯净的硫化氢，除启普发生器外，还应选用的装置依次是________(填图甲中的标号)。‎ ‎(2)如图乙，将充满相同体积(同温同压)的二氧化硫与硫化氢气体的集气瓶口对口放置，抽去毛玻璃片充分反应。观察到的现象是________________________________。‎ ‎(3)一种回收硫的方法称为克劳斯法，其主要流程是先将部分H2S氧化为SO2，SO2再与剩余H2S作用。若废气中含67.2 m3 H2S，为充分回收硫，需要消耗空气________m3(设空气中O2的体积分数为20%)。‎ ‎(4)工业上常用吸收－电解法回收硫。主要过程分两步：‎ 第一步，用FeCl3溶液吸收H2S。此过程中溶液pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 第二步，过滤后对滤液进行电解，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。吸收－电解法的优势是①H2S的吸收率高；②‎ ‎______________________________。有人提出，第二步可以改为向所得滤液中通入O2，也能达到同样的目的，此时发生反应的化学方程式为______________________________________。‎ 解析　(1)CuS与稀盐酸不反应，A项错误；稀硝酸具有强氧化性，可氧化H2S，C项错误；使用启普发生器制备气体的药品必须是块状固体与液体，且反应不需要加热，而Na2S为可溶于水的粉末，因此D项错误，B项正确。用稀硫酸制备的H2S中含有水蒸气，故采用装置②中的无水氯化钙干燥，用装置⑤的排空气法收集，用装置⑥中的NaOH溶液(或装置③中的碱石灰)吸收尾气H2S。(2)H2S与SO2发生氧化还原反应生成S和水，反应方程式为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，故现象是淡黄色粉末生成，瓶壁上有小液滴。(3)H2S中的H元素完全转化为H2O的H元素，故n(H2S)＝n(H2O)＝n(O2)，由此可知需要消耗空气的体积V＝×67.2÷20% m3＝168 m3。(4)2FeCl3＋3H2S===2FeS＋S↓＋6HCl，由此可见，有强酸盐酸生成，故pH减小。加入的起始物质为FeCl3溶液，电解方程式中Fe2＋被氧化为Fe3＋，则FeCl3溶液可循环利用。O2在酸性条件下氧化FeCl2生成FeCl3，故反应的化学方程式为4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O。‎ 答案　(1)B　②⑤⑥(或②⑤③)‎ ‎(2)有淡黄色粉末生成，瓶壁上有小液滴 ‎(3)168‎ ‎(4)减小　FeCl3溶液可循环利用　4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O