人教版必修一第四章第二节富集在海水中的元素——氯、溴和碘
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第11讲 富集在海水中的元素——氯、溴和碘
基础题组
1.(2018辽宁大连模拟)向下列溶液中通入氯气,现象和结论描述正确的是( )
A.品红溶液:红色褪去,加热该褪色溶液,仍无色;氯气具有漂白性
B.紫色石蕊溶液:先变红,后褪色;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸
C.含酚酞的氢氧化钠溶液:红色褪去;氯气只作氧化剂
D.硫化钠溶液:溶液变浑浊;氯气只作还原剂
2.(2018山东泰安模拟)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、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+16HCl 2KCl+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处变为橙色 氧化性:Cl2>Br2>I2 B
c处先变红,后褪色 氯气与水反应生成了酸性物质
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-
3.某研究性学习小组的同学利用MnO2与浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置(数量可满足需要,不含制气装置)如下,下列说法正确的是( )
A.按气体流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dacbe
B.按气体流动的先后顺序,装置连接顺序依次为dabae
C.装置e的主要用途是制备NaClO
D.若实验中使用到装置c且布条褪色,则说明湿润的氯气有漂白性
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4.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
5.(2017湖南长沙一模)已知反应:①Cl2+2KBr2KCl+Br2;②KClO3+6HCl3Cl2↑+KCl+3H2O;③2KBrO3+Cl2Br2+2KClO3。下列说法正确的是( )
A.上述三个反应都是置换反应
B.反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6∶1
C.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
D.反应③中1 mol KBrO3参与反应时还原剂得电子的物质的量为5 mol
6.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
7.从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是( )
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8.(2017山东济南质量检测)溴化钙晶体(CaBr2·2H2O)为白色固体,易溶于水,可用于制造灭火剂、制冷剂等。一种制备溴化钙晶体的工艺流程如下:
液氨
液溴
合成 ↑
↑ 过滤
滤渣滤液……CaBr2·2H2O
(1)实验室模拟海水提溴的过程中,用苯萃取溶液中的溴,分离溴的苯溶液与水层的操作是(装置如图):使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,将活塞拧开,使下面的水层慢慢流下,待有机层和水层界面与活塞上口相切即关闭活塞, 。
(2)“合成”的化学方程式为 。“合成”温度控制在70 ℃以下,其原因是 。投料时控制n(Br2)∶n(NH3)=1∶0.8,其目的是 。
(3)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(4)“滤液”呈强碱性,其中含有少量BrO-、Br -,请补充从“滤液”中提取CaBr2·2H2O的实验操作:加热赶出多余的氨, (实验中须使用的试剂有:氢溴酸、活性炭、乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗、真空干燥箱)。
9.(2017江西调研四)氯及其化合物在生产、生活中有很多用途。
Ⅰ.二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制氯气,氯气与铁反应制取氯化铁,其装置如下(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
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(2)装置B中的试剂为 ,装置C的作用是 。
(3)反应开始后,装置D中玻璃管内的现象为 ;可以检验生成物中Fe3+的试剂是 。
(4)某同学猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否有氯化亚铁(假设铁已完全反应)。请你设计实验方案:
。
Ⅱ.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒剂,可用盐酸或双氧水与氯酸钠反应制备,其中用H2O2作还原剂制备ClO2更环保,主要原因是 。
提升题组
10.实验室中,从海藻里提取碘的部分流程如下图。下列说法中,不正确的是( )
A.试剂a可选用酸化的双氧水
B.试剂b可选用酒精
C.步骤③的操作是过滤
D.步骤①需用坩埚,步骤⑤需用分液漏斗
11.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KI淀粉溶液,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),则发生反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-
12.(2017广东深圳一模)二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为 11 ℃,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究 ClO2 与 Na2S 的反应。回答下列问题:
(1)ClO2 的制备
已知:SO2+2NaClO3+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4。
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①装置 A 中反应的化学方程式为 。
②装置 D 的作用是 。
(2)ClO2 与 Na2S 的反应
将上述收集到的 ClO2 用 N2 稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的 ClO2 通入下图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液。一段时间后,通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物。
操作步骤 实验现象 结论
取少量Ⅰ中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸 品红溶液始终不褪色 ①无
生成
另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡 ②
有S -
生成
③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙中,
有白色沉淀生成 有Cl-生成
④ClO2 与 Na2S 反应的离子方程式为 。用于处理含硫废水时,ClO2
相对于Cl2 的优点是 (任写一条)。
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答案精解精析
基础题组
1.B 氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性,A错误,B正确;氯气与氢氧化钠反应,氯气既是氧化剂,又是还原剂,C错误;硫化钠与氯气反应,氯气作氧化剂,D错误。
2.D A项,由实验现象得氧化性:Cl2>Br2、Cl2>I2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱;B项,由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;C项,在此过程中只能判断溶液不再显碱性,无法判断有无漂白性物质生成;D项,由实验现象可知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-。
3.B 检验氯气有无漂白性,需要进入装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气,故应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水,为防止装置e中的水蒸气进入装置b中,在装置b、e之间还应加装一个装置a,尾气用NaOH溶液吸收,A、C错误,B正确;由装置b中现象可判断Cl2无漂白性,湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO有漂白性,D错误。
4.B 向氯水中加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有HClO存在,故A错误。氯气是黄绿色有刺激性气味的气体,氯水呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在,故B正确。盐酸中含有氯离子,向氯水中加入盐酸后再加入硝酸银溶液一定会生成氯化银白色沉淀,不能说明氯水中含有氯离子,故C错误。Cl2+H2OHCl+HClO是可逆反应,向氯水中加入氢氧化钠溶液,HCl和HClO均可与NaOH反应,不能证明含有HClO,故D错误。
5.C A项,反应②不是置换反应,错误;B项,反应②中还原剂与氧化剂物质的量之比为5∶1,错误;C项,由反应①可知氧化性:Cl2>Br2,由反应②可知氧化性:KClO3>Cl2,由反应③可知氧化性:KBrO3>KClO3,正确;D项,还原剂在反应中失电子,错误。
6.C 工业上常采用Ca(OH)2作为沉淀剂,C项错误。
7.D A项,灼烧海带时应使用坩埚;B项,过滤时应使用玻璃棒引流;C项,碘的苯溶液应从分液漏斗的上口倒出。
8.答案 (1)将上层液体从上口倒入另一烧杯中
(2)3CaO+3Br2+2NH33CaBr2+N2↑+3H2O 温度过高,Br2、NH3易挥发 确保Br2被充分还原
(3)Ca(OH)2
(4)用氢溴酸调节滤液呈酸性,加入活性炭脱色,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,用砂芯漏斗过滤,用乙醇洗涤干净后,在真空干燥箱中干燥
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解析 (1)分液时将下层液体先从下口放出,再将上层液体从上口倒出。(2)合成过程的反应物有CaO、液溴、液氨,生成物有CaBr2和N2,所以发生了氧化还原反应,由得失电子守恒可知2n(Br2)=3n(NH3),最后再由质量守恒配平得:3CaO+3Br2+2NH33CaBr2+N2↑+3H2O;温度不宜过高的原因是该反应中的液溴和液氨都是易挥发的物质;由化学方程式可知n(Br2)∶n(NH3)=1∶
,而实际投入比为1∶0.8,即NH3过量,所以是为了提高液溴的利用率。(3)滤渣的主要成分是CaO和水反应生成的Ca(OH)2。(4)氢溴酸用于除BrO-和Br -,活性炭用于除生成的Br2,乙醇用于洗涤,砂芯漏斗用于过滤,真空干燥箱用于干燥。
9.答案 Ⅰ.(1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 干燥氯气
(3)有棕色的烟生成 KSCN溶液
(4)取玻璃管内少量固体于试管中,用适量的蒸馏水溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫红色褪去,则证明生成物中含有氯化亚铁{或加入K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则证明生成物中含有氯化亚铁}
Ⅱ.H2O2作还原剂时,氧化产物为O2,而HCl作还原剂时,会产生有毒气体Cl2
解析 Ⅰ.(2)装置B的作用是除去HCl气体。(3)氯气与铁反应,在装置D的玻璃管中生成FeCl3固体小颗粒,颜色为棕色;KSCN溶液与Fe3+反应溶液变为血红色。(4)Fe2+与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液的紫红色褪去;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液发生反应,生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀。
