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考点规范练11 富集在海水中的元素——氯 海水资源利用
(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.今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水,浓度均为0.1 mol·L-1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体m mol,在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体m mol,丙瓶不变。片刻后甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度大小关系是(设溶液体积不变)( )
A.甲=乙>丙
B.丙>乙=甲
C.甲>丙>乙
D.乙>丙>甲
2.某无色气体,可能含HCl、CO2、HI、SO2中的一种或几种,将其通入氯水中,得到无色透明溶液。把溶液分成两份,向一份溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀;另一份溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,也有白色沉淀生成。对于原无色气体推断一定正确的是( )
A.一定存在HCl
B.一定存在SO2
C.肯定没有CO2
D.不能确定是否含有HI
3.将一定量氯气通入溴化亚铁溶液后,再加入四氯化碳,振荡,静置,整个过程中能观察到的现象是( )
A.水层显棕黄色
B.水层无色
C.四氯化碳层显红棕色
D.四氯化碳层无色
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4.(2016上海化学,改编)已知:S+I2+H2OS+2I-+2H+。某溶液中可能含有Na+、N、Fe2+、K+、I-、S、S,且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是( )
A.肯定不含I-
B.肯定含S
C.肯定含有S
D.肯定含有N
5.某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO4三种溶质,其物质的量均为1 mol,向混合溶液中通入一定量的氯气。下列说法正确的是( )
A.将溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl
B.将溶液蒸干并灼烧,得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
C.向溶液中滴加淀粉-KI溶液,溶液变蓝,则氯气一定过量
D.若通入氯气的体积为22.4 L(标准状况),反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-
6.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH≈11)( )
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH≈12:ClO-+H2OHClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒气体Cl2:2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO-
7.Cl2有毒,常用于自来水和游泳池的消毒杀菌。已知硫氰[(SCN)2]的化学性质与Cl2的类似,被称为“拟卤素”,如(SCN)2+2NaOHNaSCN+NaSCNO+H2O,阴离子的还原性顺序为I->SCN->Br->Cl-。下列说法中不正确的是( )
A.若Cl2、(SCN)2发生泄漏,均可喷洒石灰水进行处理
B.KSCN溶液可以与FeCl3溶液反应
C.Cl2与KSCN溶液发生反应的离子方程式为Cl2+2SCN-(SCN)2+2Cl-
D.(SCN)2可以与KBr溶液反应:(SCN)2+2KBr2KSCN+Br2
8.一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物,它们的性质与卤素单质相似,如:2ICl+2ZnZnI2+ZnCl2。以下判断正确的是( )
A.ICl3与水反应的产物为HI和HClO
B.ICl3与KI反应时,氯元素被还原
C.ICl与冷NaOH溶液反应的离子方程式为ICl+2OH-IO-+Cl-+H2O
D.ICl与水的反应属于氧化还原反应
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9.(2016上海化学)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为( )
A.0.80 B.0.85
C.0.90 D.0.93
10.(2017山西朔州模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下:干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2。下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2溶液后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水中加入CCl4可得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
二、非选择题(本题共3小题,共50分)
11.(16分)溴主要以Br-形式存在于海水中,海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤为:
①一定条件下,将Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2;
②利用热空气将Br2吹出,并用浓Na2CO3溶液吸收,生成NaBr、NaBrO3等;
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。
完成下列填空:
(1)Cl2氧化Br-应在 (填“酸性”或“碱性”)条件下进行,目的是避免
。
(2)Br2可用热空气吹出,其原因是 。
(3)写出步骤③所发生反应的化学方程式
。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化,主要是因为
。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中 。
a.通入HBr
b.加入Na2CO3溶液
c.加入NaBr溶液
d.加入Na2SO3溶液
12.(16分)NaCl是价廉且应用广泛的化工原料,例如NaCl可应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
(1)19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法,20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式
。
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②在联合制碱法中,纯碱工厂与 工厂联合生产,以方便获得原料 。
③在联合制碱法中循环使用,而在氨碱法中循环使用率不高的物质是 。
(2)氯酸钾是重要的化工业产品,在炸药、雷管、焰火等制造业中有重要应用,工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠,再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。
①在炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾,主要应用氯酸钾的 性。
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式: 。
(3)在肥皂的工业生产过程中,也要使用NaCl,其目的是 。
13.(18分)ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某化学兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
图1
图2
(1)仪器D的名称是 。安装F中导管时,应选用图2中的 。
(2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜 (填“快”或“慢”)。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是 。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 。在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是 。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是 ,原因是
。
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图3
参考答案
考点规范练11 富集在海水中的元素——氯
海水资源利用
1.C 氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,加入NaHCO3,由于酸性HCl>H2CO3>HClO>HC,所以甲瓶中NaHCO3和HCl反应而不和HClO反应,平衡向右移动,HClO浓度增大。又因Cl2、HClO具有强氧化性,可将NaHSO3氧化,从而使乙瓶中HClO浓度降低。
2.B 根据混合气体通入氯水中,得到无色透明溶液,可知原气体中一定不存在HI。然后将所得溶液分成两份,一份溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀,该白色沉淀为BaSO4,则原气体中一定含有SO2,二氧化硫被氯水氧化成硫酸;另一份溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,也有白色沉淀生成,该白色沉淀为AgCl,由于气体通入氯水,引入了氯离子,无法确定原气体中是否含有HCl。
3.A 由于Fe2+的还原性比Br-强,所以当通入Cl2时,Fe2+首先被氧化为Fe3+,所以水层一定显棕黄色。
4.C 溶液无色,则该溶液不含Fe2+;向溶液中加入少量溴水,溶液仍呈无色,则溶液中一定存在S;根据方程式S+I2+H2OS+2I-+2H+可知,还原性S>I-,当溶液中同时存在S和I-时,S先被氧化,由于溴水少量,故无法判断溶液中是否存在I-;溶液中所有离子物质的量浓度相等,无论是Na+、N还是K+,均只带有一个单位正电荷,而S带两个单位负电荷,若同时存在S、S,则电荷无法守恒,故溶液中必定不存在S;综上所述,溶液中一定存在S,一定不存在S和Fe2+,可能存在I-,Na+、N、K+中可能存在两种或三种。
5.B 氯气与硫酸钠不反应,因此将溶液蒸干最多可以得到2 mol NaCl,A项错误;若氯气与部分溴化钠反应,则将溶液蒸干并灼烧,得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4
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,B项正确;向溶液中滴加淀粉KI溶液,溶液变蓝,说明有碘生成,氯气可能只与部分NaI反应,C项错误;D项,反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-和2Br-+Cl2Br2+2Cl-,错误。
6.B A项,氢氧化钠溶液吸收氯气生成次氯酸钠、氯化钠和水,即可制得消毒液,A项正确;B项,由于饱和次氯酸钠溶液的pH=11,如果消毒液的pH=12,这是由于氢氧化钠电离出氢氧根离子,导致氢氧根浓度增大,B项错误;C项,次氯酸钠具有强氧化性,在酸性条件下,能把氯离子氧化为氯气,C项正确;D项,次氯酸的漂白性强于次氯酸钠,因此消毒液中加白醋生成次氯酸后,可增强漂白作用,D项正确。
7.D 可将(SCN)2看做氧化性介于Br2和I2之间的一种特殊的卤素单质,再进行分析。A项,(SCN)2可与NaOH溶液反应,类推可知(SCN)2也能与石灰水[Ca(OH)2溶液]反应;B项,KSCN溶液可以与FeCl3溶液发生显色反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3使溶液变成红色;C项,SCN-的还原性强于Cl-的,则Cl2的氧化性强于(SCN)2,Cl2与KSCN溶液发生反应Cl2+2KSCN(SCN)2+2KCl;D项,SCN-的还原性强于Br-,(SCN)2与KBr溶液不能发生反应。
8.C ICl3中I元素为+3价,Cl元素为-1价,当ICl3与水反应时,I3+与水电离出的OH-结合形成HIO2,Cl-与水电离出的H+结合形成HCl,A项错误;ICl3与KI反应时,ICl3中的+3价碘元素被还原,B项错误;ICl中I元素为+1价,Cl元素为-1价,则ICl与NaOH溶液反应的离子方程式为ICl+2OH-IO-+Cl-+H2O,C项正确;ICl与水反应的化学方程式为ICl+H2OHIO+HCl,反应中没有化合价的变化,不属于氧化还原反应,D项错误。
9.A 1.52 g铁的氧化物(FexO)中n(FexO)= mol、n(Fe)=×x mol、n(O)= mol;n(Cl2)=0.005 mol,通入氯气反应后,铁元素的化合价全部变为+3价,所以FexO中元素正化合价的总数=×3x-2×0.005;负化合价总数=-2×;依据化合物中元素正、负化合价代数和为0,可知2××3x-2×0.005,解得x=0.80,A选项正确。
10.A 灼烧固体应在坩埚中进行,蒸发溶液在蒸发皿中进行,A错误;I-被过氧化氢氧化为碘单质,I-发生氧化反应,B正确;淀粉遇到碘单质变蓝,C正确;碘单质在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,碘水中的I2可以转移到四氯化碳中,此过程为萃取,D正确。
11.答案 (1)酸性 Cl2发生歧化反应生成HClO和HCl
(2)Br2易挥发
(3)3H2SO4+5NaBr+NaBrO33Na2SO4+3Br2+3H2O 溴酸能将氯离子氧化成氯气 酸化后能生成溴,溴具有强氧化性(或易挥发、强腐蚀性)
(4)ac
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解析 (1)Cl2和Br2都能与NaOH溶液反应生成盐和水,故氯气氧化Br-应在酸性条件下进行。
(2)溴具有极强的挥发性,利用热空气就能将海水中的溴带出。
(3)在酸性条件下,NaBrO3将NaBr氧化为Br2;NaBrO3具有强氧化性,盐酸具有还原性,用盐酸酸化会使得制备的溴中含有氯气;溴具有强腐蚀性和挥发性,而NaBr和NaBrO3稳定性强。
(4)HBr、NaBr都能与Cl2反应生成Br2,但加入NaBr溶液后会引入杂质水;Cl2和Br2都能被Na2CO3吸收,都能被Na2SO3还原。
12.答案 (1)①NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
②合成氨 NH3、CO2 ③CO2、NaCl
(2)①强氧化(填“氧化”也可) ②NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑
(3)有利于肥皂的析出
解析 (1)联合制碱法是向饱和的氯化钠溶液中,先通入氨气后通入过量的二氧化碳,根据溶解度之间的差异得到碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠灼烧分解得到碳酸钠。合成氨工业中得到氨气和二氧化碳,因此采用联合生产法。(2)氯酸钾具有强氧化性,在很多反应中作氧化剂。电解氯化钠溶液控制条件可以得到氯酸钠和氢气,该过程中要控制好温度且不再需要离子交换膜,化学方程式为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,皂化反应结束后,加入食盐有利于肥皂的析出,该过程称为盐析。
13.答案 (1)锥形瓶 b
(2)慢
(3)吸收Cl2
(4)4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O 验证是否有ClO2生成
(5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度
解析 (1)仪器D为锥形瓶;将气体通入到淀粉KI溶液中,导管需要“长进短出”,“短进长出”会导致溶液被排出,故选用b装置。
(2)为使ClO2被D中稳定剂充分吸收,缓慢滴加盐酸,如果产生ClO2速率过快,则吸收效率较低。
(3)F中淀粉KI溶液颜色不变,说明没有Cl2进入F中,则装置C的作用是吸收氯气。
(4)根据题中给出的反应物和生成物,可以写出离子方程式:4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O。若在D中ClO2被稳定剂吸收则有NaClO2生成,滴入盐酸则重新生成ClO2;会进入F溶液中使其变色,故装置F的作用是验证是否有ClO2生成。
(5)稳定剂Ⅱ加酸后释放ClO2的速率比较平稳且时间较长,能够长时间保持所需浓度。
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