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(三)
1.下列物质与其用途相符合的是 ( )
①Cl2——作消毒剂
②AgBr——制胶卷、感光纸
③AgI——人工降雨
④淀粉——检验I2的存在
⑤NaClO——漂白纺织物
A.②③④⑤ B.②③④ C.③④⑤ D.全部
[解析] AgBr和AgI都有感光性,NaClO有漂白性。
2.下列说法中正确的是 ( )
A.向某溶液中加入CCl4,振荡后静置,液体分层,下层呈紫红色,则该溶液中存在I-
B.某溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝,则该溶液一定为氯水或者溴水
C.碘是人体必需的微量元素之一
D.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
[解析] A项,证明溶液中存在的是碘单质,I-无此现象,错误;B项,无法排除其他物质如Fe3+、HNO3及碘单质的干扰,错误;用蒸发法从海水中提取食盐是物理变化,D项错误。
3.下列叙述中正确的是 ( )
A.碘易升华,所以要保存在有铁盖的密闭容器中
B.液溴应保存在配有磨口玻璃塞的棕色细口试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.碘易溶于酒精,所以可用酒精从碘水中将碘萃取出来
D.用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去
[解析] 碘易与铁反应,不能用有铁盖的容器保存碘,A项错误;酒精与水互溶,不能够从碘水中将碘萃取出来,C项错误;加热时NaHCO3会分解生成Na2CO3、H2
O和CO2,D项错误。
4.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中可通过电解饱和氯化镁溶液制金属镁
C.③中提取溴涉及氧化还原反应
D.④的产品可生产盐酸、漂白液等
[解析] A项,蒸馏法是得到淡水的一种常见方法,正确;B项,电解熔融MgCl2才能得到金属镁,错误;C项,③提取溴过程涉及氧化还原反应,正确;D项,氯碱工业即电解饱和食盐水,可得到NaOH、Cl2、H2,可生产盐酸、漂白液等,正确。
5.关于卤素(用X表示)的下列叙述,错误的是 ( )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小
C.卤素单质的颜色由F2→I2按相对分子质量增大而变深
D.X-的还原性依次为F-HCO,根据“强酸制取弱酸”的规律知,A、D正确。
答案:(1)+1 复分解反应
(2)IBr+SO+H2O===I-+Br-+SO+2H+
(3)①酸性高锰酸钾溶液将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡不断向左移动,最终Fe(SCN)3完全反应,红色消失 ②AC
(4)2CN-+5ClO-+2OH-===2CO+5Cl-+N2↑+H2O
(5)AD
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________。
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正确;海带浸取原液中不含有机杂质,C错误;乙醇能与CCl4互溶,不能用乙醇代替NaOH溶液,D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,检查旋塞外是否漏水;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.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,从萃取剂中分离出液溴使成本增加。
(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