2021届（鲁科版）高考化学一轮复习海水中的元素作业 11页

海水中的元素 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)‎ ‎1.(2020·周口模拟)从海带中制取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作。下列图示对应的装置合理、操作规范的是 (　　)‎ ‎【解析】选C。灼烧需在坩埚中进行,A错误;过滤要用玻璃棒引流,B错误;分液要在分液漏斗中进行,下层液体从下口放出,C正确;蒸馏时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,且烧杯加热应垫石棉网,D错误。‎ ‎2.下列叙述中正确的是 (　　)‎ A.能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2‎ B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液 C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-‎ D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色 ‎【解析】选B。还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A错;碘单质的CCl4溶液显紫色,C项错;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错。‎ ‎3.(2020·焦作模拟)实验室利用浓缩的某废水(含Mg2+、Br-、Cl-等)制备Br2的CCl4溶液及Mg(OH)2。向经过滤后的废水中加入少量盐酸并通入足量Cl2,之后未涉及的操作是(　　)‎ ‎【解析】选D。由图可知A为萃取、B为加碱生成沉淀、C为过滤、D为蒸馏,由制备原理可知加碱过滤分离出氢氧化镁,滤液中通入氯气氧化溴离子生成溴,再萃取、分液分离,则不涉及蒸馏。‎ ‎4.(2020·重庆模拟)某些资源在自然界中的含量很低,因此从自然界中获取这些资源的一个重要步骤就是富集,下列选项中虚线框内流程的主要目的不是富集的是 (　　)‎ A.金沙(Au)Au B.沙子(SiO2)SiSiCl4Si C.浓缩海水(Br-)Br2Br-‎ ‎　Br2液溴 D.浓缩海水(Mg2+)Mg(OH)2‎ Mg2+MgCl2Mg ‎【解析】选B。A项,金沙中Au含量很小,通过水洗法得到金属Au单质,从而达到富集的目的,故A不选;B项,沙子中含有大量SiO2,通过化学方法得到单质Si,‎ 沙子中Si含量很大,所以该过程不属于富集,故B选;C项,海水中溴元素含量很少,被氧化后得到溴单质并用空气吹出,从而达到富集的目的,故C不选;D项,浓缩海水中镁离子含量很小,加入石灰乳得到氢氧化镁沉淀,从而达到富集镁的目的,故D不选。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共26分)‎ ‎5.(12分)空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:‎ ‎(1)步骤③的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过　　　　　　　　(填试剂名称)溶液,以除去氯气。 ‎ ‎(4)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:　 　　　　 　　　　 　　　　。 ‎ ‎(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”,请说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】从海水中提取溴,一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。步骤①氯气是氧化Br-,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,生成的Br2仍溶解在海水中,根据溴的沸点比水低的性质,可以鼓入热空气(步骤②)使其挥发出来,再用 SO2吸收(步骤③):Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S,从而富集Br-,得到浓度较高的含Br-溶液,进一步氧化(步骤④),得到Br2,蒸馏可得液溴。‎ 答案:(1)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S ‎(2)分液漏斗 ‎(3)溴化铁(或其他含Br-的盐类物质)‎ ‎(4)温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低 ‎(5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 ‎(6)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程,可提高效率,减少能耗,降低成本 ‎6.(14分)碘化钾可用于有机合成、制药等,它一种白色立方结晶或粉末,易溶于水。实验室制备KI的实验装置如下: ‎ 实验步骤如下:‎ ‎①在如图所示的C中加入127 g研细的单质I2和195 g 30%的KOH溶液,剧烈搅拌。‎ ‎②I2完全反应后,打开弹簧夹向其中通入足量的H2S。‎ ‎③将装置C中所得溶液用稀H2SO4酸化后,置于水浴上加热10 min。‎ ‎④在装置C的溶液中加入BaCO3,充分搅拌后,过滤、洗涤。‎ ‎⑤将滤液用氢碘酸酸化,蒸发浓缩至表面出现结晶膜,　　　　、　　　　、洗涤、干燥。 ‎ ‎⑥得产品145 g。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)步骤①将碘研细的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)装置A中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　; ‎ 装置B中的试剂是　　　　,C装置的名称是　　　　　　。 ‎ ‎(3)装置C中I2与KOH反应产物之一是KIO3,该反应的化学方程式为　　　　　。 ‎ ‎(4)步骤④的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)补充完整步骤⑤:　 　　　　 　　　　 　　　、 ‎ ‎　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)将碘研细的目的是增大反应物的接触面积,提高反应速率,使反应更充分。(2)装置A中硫化亚铁与盐酸反应生成硫化氢气体和氯化亚铁,发生反应的离子方程式为FeS+2H+Fe2++H2S↑;因盐酸具有挥发性,制得的H2S气体中混有HCl气体,故装置B中应盛放饱和硫氢化钠溶液;C装置的名称是三颈烧瓶。‎ ‎(3)由题意可知装置C中I2与KOH发生歧化反应,反应的化学方程式为3I2+6KOHKIO3+5KI+3H2O。‎ ‎(4)BaCO3与溶液中的S反应生成硫酸钡沉淀,则目的是除去产品中的S。‎ ‎(5)从溶液中获得KI晶体,要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥操作。‎ 答案:(1)增大反应物的接触面积,提高反应速率,使反应更充分 ‎(2)FeS+2H+Fe2++H2S↑　饱和硫氢化钠溶液　三颈烧瓶 ‎(3)3I2+6KOHKIO3+5KI+3H2O ‎(4)除去产品中的S ‎(5)冷却结晶　过滤 一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)‎ ‎1.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+6H2O2HIO3+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+6H2O2HIO3+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。‎ ‎2.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是 (　　)‎ ‎【已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等,应在氯化氢气流中加热。】‎ A.除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段 C.③④⑤中溴元素均被氧化 D.蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法 ‎【解析】选B。A项题给试剂不能除去钡离子,加入药品的正确顺序可为:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,故A错误;B项第②步,氢氧化镁先与HCl反应生成氯化镁溶液,浓缩结晶得到MgCl2·6H2O,再在HCl气流中加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁制取Mg,故B正确;C项第③步中溴离子被氧化为溴单质,第④步中溴单质被还原为溴离子,第⑤步中溴离子被氧化为溴单质,故C错误;D项从海水蒸馏可得蒸馏水,但消耗能源多,该技术不最具发展前景,故D错误。‎ ‎3.(2020·同心模拟)某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:①将镁粉投入冷水中,未见任何现象;②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是 (　　)‎ A.镁粉只直接与溴水中的溴反应 B.镁粉只与溴水中的酸反应 C.产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到 D.镁粉在水的催化下与溴发生反应 ‎【解析】选D。据①知镁粉与冷水并不反应;据②知镁粉放入溴水中,开始时产生少量的气泡,说明镁和溴水中的酸能反应产生H2,但溴水很快褪色,说明镁粉也能与溴直接发生反应;据③知镁粉与液溴并不反应;据④知水应是镁粉与溴反应的催化剂。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎4.(14分)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:5S+2I+2H+I2+5S+H2O。‎ 某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、I中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、I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S+I2+H2OS+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I,可以利用I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I,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I。‎ 答案:(1)S+I2+H2O2I-+S+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I,若溶液不变蓝,说明废水中不含有I ‎5.(18分)(2020·黄冈模拟)IBr、ICl、BrF3等称为卤素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称为拟卤素,它们的化学性质均与卤素单质相似,请回答下列问题。 ‎ ‎(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合价为　　　　;它与水反应的化学方程式为ICl+H2OHIO+HCl,该反应的反应类型为　　　　　　　　　　　　(填中学常见的无机反应类型)。 ‎ ‎(2)溴化碘(IBr)具有强氧化性,能与Na2SO3溶液反应,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)①已知某些离子的还原性强弱顺序为I->SCN->CN->Br->Cl-。现将几滴KSCN溶液滴入含少量Fe3+的溶液中,溶液立即变红,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,观察到红色逐渐褪去,请利用平衡移动原理解释这一现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②下列物质中,也可以使该溶液红色褪去的是　　　　(填字母)。 ‎ A.新制氯水　　B.碘水　　C.SO2　　D.盐酸 ‎(4)KCN为剧毒物质,处理含有KCN的废水常用的方法:在碱性条件下用NaClO溶液将CN-氧化为C和一种单质气体,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)Cl得电子能力强于I,则ICl中Cl元素显-1价、I元素显+1价;此反应中没有化合价的变化,属于复分解反应(非氧化还原反应)。‎ ‎(2)IBr具有强氧化性,I元素显+1价,被还原成I-,S被氧化成S,因此离子方程式为IBr+S+H2OI-+Br-+S+2H+。‎ ‎(3)①溶液立即变红,发生反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液红色褪去,说明KMnO4把SCN-氧化,促使上述平衡向逆反应方向移动,最终Fe(SCN)3完全反应,溶液红色褪去;②能使红色褪去的物质,可以具有强氧化性,如新制氯水将SCN-氧化,也可以具有还原性,如SO2将Fe3+还原,故A、C正确。‎ ‎(4)CN-中N元素显-3价,C元素显+2价,另一种单质气体为N2,因此反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-2C+N2↑+5Cl-+H2O。‎ 答案:(1)+1　复分解反应 ‎(2)IBr+S+H2OI-+Br-+S+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-2C+5Cl-+N2↑+H2O