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（四）.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（四）‎ ‎1.图所示为海水综合利用的部分流程,下列有关说法错误的是 (　　)‎ 图K16-2‎ A.实验室进行①的操作需要用到坩埚、玻璃棒、酒精灯 B.②是一个将电能转化为化学能的过程 C.③④⑤涉及的反应均为氧化还原反应 D.④中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H++S+2Br-‎ ‎[解析] 操作①是蒸发,而不是灼烧,不需要坩埚,需要蒸发皿,A项错误;②是电解氯化钠溶液获得Cl2的过程,B项正确;③是NaBr与Cl2发生的置换反应,④发生的反应为Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,⑤是HBr转化为Br2的过程,涉及的反应均为氧化还原反应,C项、D项正确。‎ ‎2.某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则下列叙述正确的是 (　　)‎ ‎①原溶液中的Br-一定被氧化　②通入氯气之后,原溶液中的Fe2+一定有部分或全部被氧化　③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+　④若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液充分振荡,静置、分液,向上层溶液中加入足量AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④‎ ‎[解析] 还原性:I->Fe2+>Br-,向含有溶质FeBr2、FeI2的溶液中通入Cl2,再向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明溶液中含有Fe3+,有Fe2+被氧化,则I-已全部被氧化,Br-是否被氧化不能判断,故①错,②、③正确;取少量所得溶液加入足量AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中I-、Fe2+、Br-均被完全氧化,④正确,故选B项。‎ ‎3.图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。‎ 已知:2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O 对实验现象的“解释或结论”正确的是 (　　)‎ 选项 实验现象 解释或结论 A a处变蓝,b处变橙红色 ‎　氧化性:Cl2>Br2>I2‎ B c处先变红,后褪色 ‎　氯气与水生成了酸性物质 C d处立即褪色 氯气与水反应生成了漂白性物质 D e处变红色 ‎　还原性:Fe2+>Cl-‎ ‎[解析] 由A中现象得,氧化性Cl2>Br2、Cl2>I2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱,A错误;由B中现象可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质,B错误;褪色可能是因为有漂白性物质生成,也可能是因为溶液不再显碱性,C错误;此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-,D正确。‎ ‎4.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等,下列说法正确的是 (　　)‎ A.第①步中除去泥沙及Ca2+、Mg2+等杂质时,不涉及化学变化过程 B.工业上,通过电解“精盐”水溶液可以制取金属钠 C.第②步的反应条件是“在空气中直接加热”‎ D.第③④⑤步中均涉及氧化还原反应 图K16-4‎ ‎[解析] A项,第①步中除去泥沙及Ca2+、Mg2+等杂质时,为了使钙离子、镁离子沉 淀,需要加入碳酸钠、氢氧化钠等发生化学反应,A项错误;B项,通过电解“精盐”水溶液,无法制取金属钠,应该电解熔融的NaCl,B项错误;C项,第②步的反应,需要防止氯化镁发生水解,其条件是“在HCl气流中加热”带走水蒸气,抑制水解,C项错误;D项,第③步溴离子变成溴单质,第④步溴单质被二氧化硫吸收,第⑤步中溴离子氧化生成溴单质,均涉及氧化还原反应,D项正确。‎ ‎5.下列事实或实验不能说明氧化性Cl2>Br2>I2的是 (　　)‎ A.氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深,而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化,滴入KI-淀粉溶液中,溶液变蓝 B.H2和Cl2的混合气体光照爆炸,H2和Br2的混合气体加热才能反应,而H2和I2反应更困难 C.Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低 D.HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差 ‎[解析] A项表示Cl2、Br2、I2的置换顺序,B项表示它们与H2化合的难易程度,D项表示它们氢化物的热稳定性,以上都可反映其单质的氧化性强弱,C项无法判断Cl2与Br2的氧化性强弱,因Fe与它们都生成+3价铁的化合物。‎ ‎6．某同学设计完成了以下两个实验：‎ ‎①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(生成了HIO3)。‎ ‎②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层的颜色没有变化。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．实验①生成HIO3时发生的反应为I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl B．实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液 C．由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2‎ D．由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是HBrO3＞Cl2＞HIO3‎ 解析：选C　由实验①继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(生成了HIO3)可知，氯气可氧化碘单质，发生的反应为I2＋5Cl2‎ ‎＋6H2O===2HIO3＋10HCl，故A正确；由实验②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成红棕色可知，溴易溶于CCl4，则可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液，故B正确；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，由实验①可知氧化性：Cl2＞I2，由实验②可知氧化性：Cl2＞Br2，不能比较Br2、I2的氧化性强弱，故C错误；由实验①、②可知，氧化性由强到弱的顺序是HBrO3＞Cl2＞HIO3，故D正确。‎ ‎7．(2019·衡阳一中月考)向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中缓慢通入氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．当通入2 mol Cl2时，溶液中发生的离子反应是 ‎2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－‎ B．DE段表示n(Fe2＋)的变化情况 C．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝3∶1∶2‎ D．B点时溶液中含有I－和Br－‎ 解析：选A　因还原性：I－>Fe2＋>Br－，通入Cl2后，I－先被氧化，其次是Fe2＋，最后是Br－，当通入2 mol Cl2时，2 mol的I－消耗1 mol Cl2，剩余的1 mol Cl2再与2 mol Fe2＋反应，即溶液中发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，故A正确；根据还原性强弱可知，DE段应为Br－的物质的量的变化情况，故B错误；由消耗Cl2的量可知，I－的物质的量为2 mol，Fe2＋的物质的量为4 mol，Br－的物质的量为6 mol，n(Fe2＋)∶‎ n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，故C错误；因还原性：I－>Fe2＋>Br－，B点时I－完全反应，溶液中含有Fe2＋、Cl－和Br－，故D错误。‎ ‎8．NaCl是海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料制得的产品(或物质)是(　　)‎ ‎①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸 A．①②③④⑤ B．①②③④‎ C．①②③⑤ D．①②④⑤‎ 解析　在氯碱工业中，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2与Cl2化合再被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。‎ ‎9.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。‎ ‎10．下列气体物质的主要来源及对环境影响相对应的是(　　)‎ 选项 气体物质 主要来源 对环境的影响 A.‎ 二氧化碳 化石燃料的燃烧 酸雨 B.‎ 二氧化硫 汽车尾气的排放 光化学烟雾 C.‎ 二氧化氮 工业废气的排放 温室效应 D.‎ 甲醛 各类含酚醛树脂胶 的人造板装饰材料 室内空气污染 解析　CO2能造成温室效应，A错误；SO2是形成硫酸型酸雨的主要原因，B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。‎ ‎11．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一些泥沙，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；将海水中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。‎ ‎12．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是(　　)‎ ‎①加快化石燃料的开采与使用　②研发易降解的生物农药　③应用高效洁净的能源转化技术　④田间焚烧秸秆　⑤推广使用节能环保材料 A．①③⑤　　　　　　　　 B．②③⑤‎ C．①②④ D．②④⑤‎ 解析　①化石燃料的开采使用是导致酸雨和温室效应的主要原因，加快化石燃料的开采与使用不利于保护环境；②研发易降解的生物农药，降低农药残留，有利于保护环境；③应用高效洁净的能源转化技术，减小污染，有利于保护环境；④田间焚烧秸秆，浪费能源并导致空气污染；⑤推广使用节能环保材料，有利于节约能源、保护环境。‎ ‎13.工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图：‎ 某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去)：‎ ‎(1)实验开始时，A装置中不通热空气，先通入a气体的目的是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。‎ ‎(2)A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通热空气，通入热空气的目的是_________________________________________________。‎ ‎(3)反应过程中，B装置中Br2与SO2反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)C装置的作用是_________________________________________________________。‎ ‎(5)该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气，充分反应得到混合液。‎ ‎①一位同学根据溴的沸点是59 ℃，提出采用________方法从该混合液中分离出溴单质。‎ ‎②另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，这种方法是________。‎ ‎(6)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是：取出少量溶液，先加入过量新制氯水，再加入KI淀粉溶液，观察溶液是否变蓝色。‎ 该方案是否合理并简述理由：___________________________________________。‎ 解析：(1)欲使溴离子变成溴单质，则通入的a气体能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。‎ ‎(2)溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2。‎ ‎(3)溴有强氧化性，能和二氧化硫在水中发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。‎ ‎(4)氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以C装置是尾气处理装置，即C的作用是吸收未反应的Cl2、Br2和SO2。‎ ‎(5)①根据溴的沸点是59 ℃，采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质，②向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，这种方法是萃取分液。‎ ‎(6)加入过量新制氯水，再加入KI淀粉溶液，观察溶液是否变蓝色的方法不合理，因过量的氯水也能氧化碘离子生成单质碘，单质碘遇到淀粉变蓝色。‎ 答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2‎ ‎(2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出 ‎(3)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ‎(4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体，防止污染空气 ‎(5)①蒸馏　②萃取分液 ‎(6)不合理，氯水可能过量 ‎14．实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如下：‎ ‎ ‎ ‎(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，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____________。‎ ‎(3)氧化时，在三颈烧瓶中将含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：5SO＋2IO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O。‎ 某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。‎ 解析：(1)该反应为Na2SO3、I2的氧化还原反应，离子方程式为SO＋I2＋H2O===SO＋2I－＋2H＋。含碘废液中碘以I－、I2的形式存在，将废液中的I2还原为I－的目的是使CCl4中碘进入水层。(2)CCl4不溶于水，因此可以通过分液的方法使其与水分离。(3)实验控制在较低温度下进行，是为了使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)。锥形瓶中溶液的作用是吸收过量的Cl2，故锥形瓶中盛放的溶液为NaOH溶液。(4)检验I－，可以利用I－的还原性，先加入淀粉溶液，再加盐酸酸化，最后滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，则说明废水中含有I－，若溶液不变蓝，则说明废水中不含有I－；检验IO，可以利用IO的氧化性，先加入淀粉溶液，再加盐酸酸化，最后滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，则说明废水中含有IO，若溶液不变蓝，则说明废水中不含有IO。‎ 答案：(1)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋‎ 使CCl4中的碘进入水层　(2)分液 ‎(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)　NaOH溶液 ‎(4)从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有I－；若溶液不变蓝，说明废水中不含有I ‎－；另从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IO，若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO ‎15.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________(多选；填选项字母)。‎ A．温室效应 B．酸雨 C．粉尘污染 D．水体富营养化 ‎(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。‎ ‎①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________。‎ ‎②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染，含有的二氧化硫(与空气接触可产生三氧化硫)会造成酸雨，二氧化碳可以造成温室效应，故应选A、B、C。(2)①因CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2，故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca(HCO3)2。②1 mol Ca(HSO3)2被氧气氧化肯定生成1 mol ‎ CaSO4，根据S元素守恒，还要有H2SO4生成，故反应的化学方程式为Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4。‎ 答案　(1)ABC ‎(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙) ‎ ‎②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4‎