3.3海洋化学资源的综合应用——强化习题
一、选择题(共20题)
1.下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C.NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D.Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
2.1820年,德贝莱纳用MnO2催化KClO3分解制氧,发现制得的氧气有异常气味,使气体通过淀粉-KI溶液,则溶液变蓝。那么,氧气中可能混有的气体是
A.Cl2 B.Br2 C.HCl D.NO2
3.下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的
A.高炉炼铁
B.海水提镁
C.煅烧石灰石
D.氯碱工业
4.下列关于常见物质的工业制取说法不正确的是
A.工业制金属钠:电解饱和食盐水
B.工业上用Cl2和石灰乳为原料制造漂白粉
C.冶炼镁:将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁,可以得到金属镁
D.工业上从海带中提取碘时,采用离子交换法处理含碘离子的溶液以提高碘的萃取率
5.海藻中含有丰富的碘元素。下图是实验室模拟从海藻里提取碘的流程的一部分,下列判断正确的是
A.步骤④的操作是过滤
B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全
C.步骤①、③的操作分别是过滤、分液
D.步骤③中加入的有机溶剂可以是四氯化碳
6.研究小组在探究卤素离子与硝酸银的反应时,进行了以下实验。
编号 操作 试剂 现象
1 ①KCl溶液②稀硝酸酸化的溶液 产生白色沉淀
2 ①KCl溶液②浓硝酸酸化的溶液 产生白色沉淀
3 ①KI溶液 ②稀硝酸酸化的溶液 产生黄色沉淀
4 ①KI溶液 ②浓硝酸酸化的溶液 产生褐色的浊液
下列说法不正确的是
A.实验1和2说明,硝酸浓度不影响的检验
B.实验1和3说明,卤素离子的检验可使用稀硝酸酸化的溶液
C.对比实验2和4,说明异常现象的产生与卤素离子种类有关
D.由上述实验推测,的检验不能使用浓硝酸酸化的溶液
7.海带中含有碘元素,实验室从海带中提取碘的部分流程如图:
下列说法不正确的是
A.完成步骤①需要装置Ⅲ
B.完成步骤③需要装置Ⅱ
C.步骤④反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+=2H2O+I2
D.步骤⑤提取碘可以用有机溶剂CCl4
8.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。
下列有关说法正确的是
A.大量的氮、磷废水排入海洋,易引发赤潮
B.工段③中加入盐酸,离子方程式为H++OH-=H2O
C.在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化
D.工段①中除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
9.海水是一个巨大的化学资源宝库。下列关于海水开发利用的说法不正确的是
A.海水淡化的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B.海底多金属结核矿含有Fe、Mn、Co、B等金属
C.从海水中提取镁的过程涉及化合、分解、复分解等反应类型
D.大海中含有钾、溴、碘等元素,经过氧化还原反应才可得到钾、溴、碘的单质
10.检验某加碘食盐中是否含有,取相同食盐样品进行如表所示实验。
实验① 实验② 实验③
振荡,溶液迅速变为蓝色 振荡,一段时间后溶液变为浅蓝色 振荡,溶液变为浅黄色
(已知:)
下列说法正确的是
A.仅由实验①就能证明食盐样品中存在
B.实验③能证明食盐样品中不存在
C.实验②中发生反应的离子方程式
D.以上实验说明离子的还原性:
11.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2
B.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集
D.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
12.指出下列反应中,水既不是氧化剂又不是还原剂的反应是
A.F2和H2O B.Mg与H2O沸水
C.NO2和H2O D.Al和NaOH水溶液
13.以下有关流程正确的是
A.侯德榜制碱法的流程:饱和食盐水NaHCO3Na2CO3
B.除去粗盐中杂质(Mg2+,,Ca2+)加入的药品顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
C.从海带中提取碘:
D.检验淀粉的水解情况:
14.从海水中提取镁的方法如下,下列说法错误的是
A.该工艺流程中涉及到四种基本反应类型
B.“浓缩”操作是蒸发浓缩、冷却结晶
C.脱水过程中通入HCl的目的是为了得到较纯净的MgCl2固体
D.从海水中提取镁是高能耗、高排放行业
15.下列图像能正确反映对应的实验操作的是
A.在恒温的条件下,将足量的氯化钠饱和溶液蒸发适量的水分
B.向露置在空气中部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸
C.等质量的铝和镁,分别与足量、等溶质质量分数的稀硫酸反应
D.向一定量的氧化铜中通入一氧化碳气体并加热
16.空气吹出法是目前海水提溴最成熟的工业方法,部分工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.步骤②利用了溴易挥发的性质 B.溶液中Br2的浓度:IC.步骤①和④中Cl2的作用相同 D.由II得到液溴的操作是分液
17.下列装置能达到实验目的的是( )
A.制取 B.氧化碘离子
C.收集粗碘 D.粗碘提纯
18.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色 X溶液中一定含有Fe2+
B 向Y溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 Y溶液中一定含有CO32—
C 向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色 I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
D 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,出现白色沉淀 H2SiO3的酸性强于H2CO3的酸性
A.A B.B C.C D.D
19.在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验:三组各取60mL 同浓度盐酸溶液,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号 甲 乙 丙
合金质量/mg 510 770 918
气体体积/mL 560 672 672
则下列说法正确的是
A.甲组和乙组的实验中,盐酸均是过量的
B.盐酸的物质的量浓度为0.8 mol·L―1
C.合金中镁铝的物质的量之比为1∶1
D.丙组充分反应后铝的物质的量为0.01 mol
20.用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-形式存在)的工艺流程如图:下列说法错误的是
A.高分子树脂在流程中起到富集I2的作用
B.④中的Na2SO3起到氧化剂的作用
C.若②和⑤中分别得到等量的I2,则消耗的n(Cl2):n(KClO3)=5:2
D.由⑥得到碘产品的过程,主要发生的是物理变化
二、综合题(共4题)
21.往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其应用范围。Mg(OH)2是一种常用的阻燃剂,生产工艺如下:
完成下列填空:
(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx mH2O],反应的化学方程式为___。
(2)合成反应后,继续在393K~523K下水热处理8h,发生反应:Mg(OH)2-xClx mH2O→(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O,水热处理后,进行过滤、水洗。水洗的目的是___。
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是___。
(4)已知热化学方程式:Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)-81.5kJ mol-1
Al(OH)3(s)→Al2O3(s)+H2O(g)-87.7kJ mol-1
Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是___。等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是___,原因是___。
(5)该工业生产的原料还可以用来提取金属镁。请设计提取金属镁的工艺流程(框内写产物名称,箭头上标明转化条件):___
22.元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是____(填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点 b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(2)碘元素可预防甲状腺肿大,因此我国市场上的食盐均加了碘(KIO3)。甲同学鉴别食盐是否加碘的流程如下:
①若样品为加碘食盐,则现象应为_____,此方法中KI的作用是_____。
②乙同学取纯NaCl作样品做对照实验,也出现了明显的现象,原因是____。
③丙同学提出新的鉴别加碘食盐的方案,流程如下:
此方案第一步涉及反应的离子方程式为____。
(3)已知反应2HBr(g) = H2(g) + Br2(g) ΔH= +102 kJ·mol-1。
①1molH2(g)、1molBr2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、200kJ的能量,则1molHBr(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为___kJ。
②某温度下,向体积为2L的密闭容器中通入amol HBr气体,10min后测得Br2蒸气的浓度为bmol/L,则此段时间内υ(HBr)=____。
(4)一定条件,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。
B→A+C反应的热化学方程式为____(用离子符号表示)。
23.某兴趣小组对某种储氢材料X开展探究实验。
其中X由三种短周期主族元素组成,且阴、阳离子个数比为2∶1,回答下列问题:
(1)X的化学式是_______,化合物H的电子式为_______。
(2)溶液E和过量发生反应的离子方程式为_______。
(3)某种钠盐和X具有相同的阴离子,且该钠盐可由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成,请写出一个可能的化学方程式:_______。
(4)气体A与单质D制备化合物H的过程中,通常产物中会夹杂单质D,请设计实验方案,检验产品中是否含有单质D:_______。
24.化合物X(仅含三种常见期周其元素)是种储氢材料,X中某种元素的单质可用于制建造信号弹,某研究小组为了探究X的组成和性质,设计并完成了如下实验。
(1)组成X的三种元素是_____(填元素符号),写出H的电子式____。
(2)X在400℃分解的化学方程式____。
(3)金属互化物C分别与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应产生的气体物质的量之比为____。
(4)写出化合物H与乙醇反应的化学方程式_____。
答案解析部分
1.C
【详解】
A.一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉,A项不符合题意;
B.碳酸的酸性弱于盐酸,所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应,B项不符合题意;
C.氧化性Cl2>Br2>I2,所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质,溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质,C项符合题意;
D.电解氯化镁溶液无法得到镁单质,阳极氯离子放电生成氯气,阴极水电离出的氢离子放电产生氢气,同时产生大量氢氧根,与镁离子产生沉淀,D项不符合题意;
答案选C。
2.A
【详解】
A.氯气具有刺激性气味,通过淀粉碘化钾溶液,碘离子被氧化为单质碘,遇到淀粉变蓝,故A正确;
B.反应物中没有溴元素,故不可能生成溴单质,故B错误;
C.氯化氢具有刺激性气味,但是反应物中没有氢元素,故不能生成氯化氢,故C错误;
D.二氧化氮为有刺激性气味的红棕色气体,但是反应物中没有氮元素,故不能生成二氧化氮,故D错误;
故选A。
3.C
【详解】
A.高炉炼铁中一氧化碳的生成、氧化铁的生成铁都是氧化还原反应,A不符合题意;
B.海水提镁中电解氯化镁生成镁单质是氧化还原反应,B不符合题意;
C.石灰石煅烧分解生成氧化钙和二氧化碳是分解反应不是氧化还原反应,C符合题意;
D.氯碱工业中电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠是氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
4.A
【详解】
A.工业制金属钠采用电解熔融的NaCl的方法,2NaCl2Na+Cl2↑,电解饱和食盐水能得到H2、Cl2和NaOH,得不到Na,A错误;
B.漂白粉是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物,Cl2和石灰乳反应可得到Ca(ClO)2和CaCl2,2Ca(OH)2 +2Cl2 =Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,B正确;
C.MgCl2 6H2O在HCl气流中蒸干可得到无水MgCl2,电解熔融的MgCl2可制得Mg,MgCl2 Mg+Cl2↑,C正确;
D.海水中I-浓度较低,用离子交换法处理含碘离子的溶液可以提高I-的浓度,从而提高碘的萃取率,是一种较为先进的制碘工艺,D正确;
故选A。
5.D
【详解】
A.将含碘有机溶液蒸馏可得到晶体碘,则步骤④的操作是蒸馏,A项错误;
B.氯气和碘离子反应生成碘单质,碘单质能使淀粉溶液变蓝,利用淀粉溶液可以检验生成了碘单质,但不能检验反应是否进行完全,B项错误;
C.通过步骤①得到残渣和含碘离子溶液,则步骤①为过滤,通过步骤③使碘单质由水中转移到有机溶液中,则步骤③为萃取、分液,C项错误;
D.碘单质在四氯化碳中的溶解度远大于其在水中的溶解度,且四氯化碳与水不互溶,故步骤③中加入的有机溶剂可以是四氯化碳,D项正确;
答案选D。
6.D
【详解】
A.对比实验1和2,实验1酸化时使用的是稀硝酸,而实验2使用的是浓硝酸,但二者皆可以产生白色沉淀,故不影响氯离子的检验,A正确;
B.稀硝酸酸化的硝酸银溶液分别和F-、Cl-、I-反应,得到氟化银(易溶),氯化银(白色沉淀),溴化银(浅黄色沉淀),碘化银(黄色沉淀)故可以区分开,B正确;
C.对比实验2和4的条件可得,异常现象的产生与卤素离子种类有关,C正确;
D.浓硝酸的氧化性强于溴单质,所以浓硝酸可以把溴离子氧化为溴单质(红棕色),同时用氮的氧化物产生,故可以用来检测溴离子,D错误;
故选D。
7.A
【详解】
A.海带灼烧应该在坩埚中进行,不能使用蒸发皿,故不使用装置Ⅲ,A错误;
B.海带灼烧后有难溶性的固体,KI是易溶性物质进入溶液中,通过过滤除去难溶性固体,故完成步骤③需要装置Ⅱ的过滤操作,B正确;
C.步骤④为向含有I-的溶液中加入H2O2、H2SO4,物质之间发生氧化还原反应,产生I2、H2O,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+=2H2O+I2,C正确;
D.由于I2易溶于有机溶剂CCl4,而在水中溶解度不大,水与四氯化碳是互不相溶的液体,所以可以使用CCl4做萃取剂提取反应产生的I2,D正确;
故合理选项是A。
8.A
【详解】
A.废水中含有大量的氮、磷等元素,排入海洋,能引起赤潮,A正确;
B.Mg(OH)2不能拆写成离子形式,B错误;
C.反应⑤为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,溴元素被还原,C错误;
D.粗盐提纯的顺序中要注意两点,一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入,二是盐酸最后加入,D错误;
故答案为:A。
9.B
【详解】
A.海水淡化水,应将水与盐分离,目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、电渗析或离子交换法等,其中最常用的是蒸馏法,目前多采用蒸馏法、电渗析或离子交换法等,A正确;
B.B元素不是金属元素,而是非金属元素,B错误;
C.从海水中提取镁的过程涉及:贝壳的主要成分为CaCO3,加热分解生成CaO,CaO和水发生化合反应生成Ca (OH)2,Ca (OH)2与MgCl2发生复分解反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2与HCl发生复分解反应生成MgCl2,最后再电解熔融的氯化镁得到镁单质,提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解等反应,C正确;
D.大海中含有钾、溴、碘等元素,这些元素都是以化合物的形式存在,因此要经过氧化还原反应才可得到钾、溴、碘的单质,D正确;
故合理选项是B。
10.C
【详解】
A.实验①中溶液迅速变为蓝色可能是I-被氧气氧化为I2,不能证明食盐样品中存在,A错误;
B.实验③中溶液变为黄色说明食盐中可能含氧化性比Fe3+强的物质,因此不能排除食盐样品中存在的可能,B错误;
C.实验②中一段时间后溶液变为浅蓝色,说明I-被氧气氧化,发生反应的离子方程式,C正确;
D.实验①和③中I-、Fe2+分别被氧化,现象上无法判断I-、Fe2+的还原性强弱,D错误;
选C。
11.B
【详解】
A.通入氯气,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,溴易挥发,可用热空气吹出,因此吹出塔前,Br-被氧化为Br2,A项正确;
B.在吹出塔中吹入水蒸气,可提高物质的能量,有助于溴挥发逸出,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使反应产生的溴单质变为蒸气,经冷凝、精馏得到产品,可见两次通入水蒸气都未参加反应,B项错误;
C.经过吸收塔后,可使溶液中的Br-远大于进入吸收塔之前的海水中Br-的浓度,溴元素得到富集,C项正确;
D.在吸收塔中,Br2、 SO2、H2O发生氧化还原反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,所以从吸收塔流出的溶液主要含有溶质HBr和H2SO4,D项正确;
答案选B。
12.C
【详解】
A.F2和H2O反应产生HF、O2,反应方程式为:2F2+2H2O=4HF+O2。在该反应中,O元素化合价由反应前H2O中的-2价变为反应后O2中的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,所以H2O为还原剂,A不符合题意;
B.Mg与沸水发生反应产生Mg(OH)2、H2,反应方程式为:Mg+2H2O(沸水)Mg(OH)2+H2。在该反应中,H元素化合价由反应前H2O中的+1价变为反应后H2中的0价,化合价降低,得到电子,被还原,所以H2O为氧化剂,B不符合题意;
C.NO2和H2O反应产生HNO3、NO,反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO。在该反应中只有N元素化合价发生变化,所以反应为氧化还原反应,但H2O的组成元素化合价在反应前后不变,所以水既不是氧化剂又不是还原剂,C符合题意;
D.Al和NaOH水溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O。在该反应中,H元素化合价由反应前H2O中的+1价变为反应后H2中的0价,化合价降低,得到电子,被还原,所以H2O为氧化剂,D不符合题意;
故合理选项是C。
13.C
【详解】
A.侯德榜制碱法是先把NH3通入饱和食盐水中而成氨盐混合溶液,再通入CO2发生碳酸化反应,生成NaHCO3沉淀和含大量NH4Cl及其他成分的母液,经过滤、洗涤、煅烧NaHCO3得纯碱,故A错误;
B.除去粗盐中的杂质碳酸钠,应在BaCl2溶液后面加入,否则过量的BaCl2无法除去,故B错误;
C.①中海带灼烧成灰,②中浸泡溶解得到海带灰悬浊液,③为过滤,除去不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,④中加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,⑤中用四氯化碳萃取出碘单质,⑥为蒸馏分离出碘单质,故C正确;
D.检验淀粉的水解产物需在水解液中加碱中和硫酸后再加银氨溶液检验葡萄糖,故D错误;
故选C。
14.A
【详解】
A.贝壳煅烧分解产生CaO、CO2,反应类型是分解反应;CaO与H2O反应产生Ca(OH)2是化合反应;MgCl2与Ca(OH)2反应产生Mg(OH)2、CaCl2为复分解反应,反应过程中无置换反应的发生,因此只涉及三种基本类型,A错误;
B.Mg(OH)2与HCl反应产生MgCl2,为析出MgCl2 6H2O晶体,同时要防止MgCl2水解,要将溶液进行浓缩操作,“浓缩”操作包括蒸发浓缩、冷却结晶,B正确;
C.MgCl2是挥发性强酸HCl与弱碱Mg(OH)2反应产生的盐,为防止晶体在加热时溶解在结晶水中而发生水解产生Mg(OH)Cl等杂质物质,可以在HCl气氛中进行加热操作,C正确;
D.MgCl2 6H2O在HCl气氛中加热得到无水MgCl2,然后电解熔融MgCl2得到Mg、Cl2。可见制取Mg的反应过程步骤多,产生、消耗的物质也多,同时消耗大量的热能、电能,故从海水中提取镁是高能耗、高排放行业,D正确;
故合理选项是A。
15.C
【详解】
A.恒温的条件下,将足量的氯化钠饱和溶液蒸发适量的水分,在这一温度下,氯化钠的溶解度是一定的,所以其饱和溶液的质量分数不变,故图象错误,A错误;
B.氢氧化钠变质生成碳酸钠,向其中滴加盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应,氢氧化钠完全反应以后,盐酸再与碳酸钠反应,所以向露置在空气中部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气体生成,故图象错误,B错误;
C.分别向等质量的镁和铝中滴入溶质质量分数相同的稀硫酸,当硫酸少量时,生成的气体由硫酸的量决定,所以开始二者放出气体一直相等,但由于硫酸过量,等质量的铝放出的气体大于镁放出的气体,所以图象正确,C正确;
D.向一定量的氧化铜中通入一氧化碳气体并加热,最后仍然剩余固体Cu,故最终的质量不可能为0,所以图像错误,D错误;
故答案为:C。
16.D
【详解】
A.溴易挥发,步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,就是利用溴的挥发性,A正确;
B.步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是富集溴元素,溶液中Br2的浓度:IC.步骤①和④中Cl2的作用都是将Br-氧化为Br2,C正确;
D.溴易溶于有机溶剂,可萃取后再蒸馏分离,D错误;
故选:D。
17.CD
【详解】
A.与浓盐酸在加热条件下反应可生成,与稀盐酸不反应,故A错误;
B.将通入含的废液中,应“长管进短管出”,故B错误;
C.可用过滤的方法从含浊液中收集粗碘,故C正确;
D.可用升华法提纯粗碘,故D正确;
答案选CD。
18.AC
【详解】
A选项,向X溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明溶液中没有铁离子,滴加氯水后溶液显红色,说明原溶液中有亚铁离子,故A正确;
B选项,向Y溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明Y中可能有碳酸根、碳酸氢根、亚硫酸根或亚硫酸氢根都有可能,故B错误;
C选项,向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,说明四氯化碳萃取了单质碘,I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,故C正确;
D选项,向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,出现白色沉淀,H2SiO3的酸性弱于H2CO3的酸性,故D错误;
综上所述,答案为AC。
19.CD
【分析】
对比甲乙数据,加合金质量为770mg时生气氢气比甲中多,说明甲中盐酸过量,对比乙丙数据,加918mg合金时氢气的体积不变,说明加入770mg合金时盐酸已完全反应,加入918g镁铝合金时,最多只能生成672mL的氢气,说明盐酸最多只能产生672mL的氢气,以此计算盐酸的浓度,用甲组来计算合金中的物质的量的比值并计算合金中镁或铝的物质的量。
【详解】
加入918g镁铝合金时,最多只能生成672mL的氢气,说明盐酸最多只能产生672mL的氢气,所以以672mL来计算盐酸的物质的量,气体的物质的量为:=0.03mol,根据方程式,可计算出HCl的物质的量为0.03mol×2=0.06mol,盐酸的物质的量浓度为:=1mol/L,由于甲组中,盐酸是过量的,所以用甲组来计算,设Mg的物质的量为x,Al的物质的量为y ,生成气体的物质的量为:=0.025mol,联立解方程组得:x=0.01mol、y=0.01mol,所以物质的量之比为1:1;
A、对比甲乙数据,加合金质量为770mg时生气氢气比甲中多,说明甲中盐酸过量,对比乙丙数据,加918mg合金时氢气的体积不变,说明加入770mg合金时盐酸已完全反应,故A错误;
B、由以上计算可知,盐酸的物质的量浓度为1mol/L,故B错误;
C、由以上计算可知,合金中镁铝的物质的量之比为1:1,故C正确;
D、由以上计算可知,合金中镁铝的物质的量之比为1:1,设918mg合金中Al和Mg的物质的量都为zmol,则24z+27z=0.918,解之得x=0.018,0.018molMg消耗0.036mol元素,剩余盐酸是0.06mol-0.036mol=0.024mol,能溶解金属铝的物质的量是0.024mol÷3=0.008mol,所以剩余金属铝的物质的量是0.018mol-0.008mol=0.01mol,故D正确。
答案选CD。
20.BC
【分析】
根据流程,卤水加入硫酸酸化后,再加入Cl2氧化,发生的反应为2I-+Cl2=2Cl-+I2,接着加入高分子树脂,将生成的碘单质进行富集,加入Na2SO3将I2还原为I-,再加入KClO3发生反应:6H++6I-+ClO=3I2+Cl-+3H2O,再升华得到碘单质,据此分析解答。
【详解】
A.根据上述分析可知,加入高分子树脂,可以将生成的碘单质进行富集,A正确;
B.加入Na2SO3将I2还原为I-,Na2SO3起到还原剂的作用,B错误;
C.②中发生的反应为:2I-+Cl2=2Cl-+I2,⑤中发生的反应为:6H++6I-+ClO=3I2+Cl-+3H2O,因此若②和⑤中分别得到等量的I2,则消耗的n(Cl2):n(KClO3)=3:2,C错误;
D.由⑥得到碘产品的过程主要为升华,没有新物质产生,是物理变化,D正确;
答案选BC。
21.2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx mH2O]+(2-x)CaCl2 除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等 水热处理、表面处理 Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,阻燃效果更佳 Mg(OH)2 Mg(OH)2;Mg(OH)2的吸热效率为:=1.41 kJ g﹣1,Al(OH)3的吸热效率为:=1.12 kJ g﹣1,等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多
【分析】
石灰乳是氢氧化钙,与新制卤水反应,生成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx mH2O]和CaCl2;水热处理,可发生如下反应:2Mg(OH)2-xClx mH2O→(1-x)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O,过滤得Mg(OH)2,水洗、表面处理、过滤水洗、干燥,即可获得成品Mg(OH)2。
【详解】
(1)石灰乳的主要成分是氢氧化钙,MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx mH2O],依据元素守恒,化学反应方程式为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx mH2O]+(2-x)CaCl2。答案为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx mH2O]+(2-x)CaCl2;
(2)反应发生后,除生成氢氧化镁外,还生成MgCl2、CaCl2,另外还可能剩余氢氧化钙,故水洗的目的是:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等。答案为:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等;
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点,上述工艺流程中通过水热处理和表面处理可以使氢氧化镁晶体具有此特点。答案为:水热处理、表面处理;
(4)从两个分解反应的方程式可能看出,Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降,从而使环境温度达到着火点以下,阻止了燃料的燃烧;且同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,使阻燃效果更佳,Mg(OH)2的吸热效率为:=1.41 kJ g﹣1,Al(OH)3的吸热效率为:=1.12 kJ g﹣1,等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多,所以阻燃效果较好的是Mg(OH)2。答案为:Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,阻燃效果更佳;Mg(OH)2;Mg(OH)2的吸热效率为:=1.41 kJ g﹣1,Al(OH)3的吸热效率为:=1.12 kJ g﹣1,等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多;
(5)提取镁的流程中,先加入熟石灰,熟石灰与精制卤水中的氯化镁反应,生成氢氧化镁白色沉淀,过滤后再加入盐酸,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,蒸发浓缩干燥得到氯化镁(在HCl气流中),熔融氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气,故此流程如下:。答案为:。
22.bc 溶液变蓝 作还原剂,将IO3-还原为I2 空气中的O2将I-氧化为了I2 3SO32-+IO3-=3SO42-+I- 369kJ 0.2bmol·L-1·min-1 3ClO-(aq) =2Cl-(aq) +ClO3-(aq) ΔH=-117kJ·mol-1
【详解】
(1)a.Cl2、Br2、I2的熔点升高是由于相对分子质量增大引起分子间作用力增大,与非金属性强弱无关,故a错误;
b.同一主族元素,元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,故b正确;
c.同一主族元素,元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,故c正确;
d.同一主族元素,元素的非金属性越强其最高价氧化物的水化物酸性越强,与氢化物水溶液的酸性无关,故d错误。
故答案为bc。
(2)①若样品为加碘食盐,加碘盐中加了KIO3,KIO3与KI在酸性条件下发生反应生成单质碘,反应方程式为:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,生成的单质碘遇到淀粉溶液变为蓝色,该反应中KI中碘的化合价由-1价升高为0价,化合价升高,作还原剂,将IO3-还原为I2,故答案为溶液变蓝;作还原剂,将IO3-还原为I2。
②取纯NaCl作样品做对照实验,溶液也为蓝色,原因是空气中的O2将I-氧化为I2,I2单质遇淀粉,溶液也为蓝色,故答案为空气中的O2将I-氧化为了I2。
③第一步中Na2SO3与KIO3在酸性条件下发生反应,KIO3具有氧化性,Na2SO3具有还原性,Na2SO3中S元素由+4价上升到+6价,KIO3中I元素由+5价降低到-1价,由化合价升降总数守恒(电子守恒)配平方程式:3Na2SO3+KIO3=KI+3Na2SO4,离子方程式为:3SO32-+IO3-=3SO42-+I-,故答案为3SO32-+IO3-=3SO42-+I-。
(3)①1molH2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为436kJ,1molBr2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为200kJ,1molHBr(g)化学键断裂时需要吸收的能量为akJ,H2(g)+Br2(g)═2HBr(g) △H=-102kJ·mol-1,依据△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则-102kJ/mol=436kJ/mol+200kJ/mol-2akJ/mol,解得a=369,故答案为369kJ。
②某温度下,向体积为2L的密闭容器中通入amolHBr气体,10min后测得Br2蒸气的浓度为bmol/L,根据速率的概念可知:υ(Br2)===0.1bmol·L-1·min-1,根据反应方程式中速率之比等于化学计量数之比,所以υ(HBr)=2υ(Br2)=0.2bmol·L-1·min-1,故答案为0.2bmol·L-1·min-1。
(4)B→A+C,根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq),反应热=(63kJ/mol+2×0kJ/mol)-3×60kJ/mol=-117kJ/mol,所以该热化学反应方程式为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq) △H=-117kJ/mol,故答案为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq) △H=-117kJ/mol。
23.
(1) Mg2+
(2)
(3)
(4)取少量固体粉末,加入足量的冷水,待不再产生气体后,继续滴加盐酸,若有气泡产生,说明固体粉末中含有Mg
【分析】
由X为储氢材料可知,X中含有氢元素、气体A为氢气;由题给框图可知,固体B、金属互化物C都能与氢氧化钠溶液反应生成氢气,则单质B为铝、金属互化物C中含有铝元素;由X中的某种元素单质可用来制造信号弹可知,单质D为镁、溶液E为偏铝酸钠溶液、白色胶状沉淀F为氢氧化铝,则化合物X中含有镁元素、铝元素和氢元素;由铝的质量为1.08g、氢氧化铝的质量为4.68g和镁的质量为0.72g可知,金属互化物C中镁与铝的物质的量比为,则C的化学式为Mg3Al2,则化合物X中镁、铝和氢元素的物质的量比为0.03mol∶0.06mol∶= 1∶2∶8,由X中阴、阳离子个数比为2∶1,可知,X的化学式为Mg(AlH4)2;由镁和氢气反应生成化合物H可知,H为MgH2。
(1)
由分析可知,X的化学式为Mg(AlH4)2,H为离子化合物MgH2,电子式为;
(2)
E为偏铝酸钠,其与过量二氧化碳反应的离子方程式为;
(3)
由某种钠盐和X具有相同的阴离子可知,钠盐的化学式为NaAlH4,则由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成钠盐的反应为氢化钠与氯化铝反应生成四氢合铝酸钠和氯化钠,反应的化学方程式为;
(4)
氢化镁能与冷水反应生成氢氧化镁和氢气,而镁不能与冷水反应,则检验氢化镁中镁杂质的含量可以取一定质量的固体粉末,加入足量的水,通过收集产生的气体体积计算氢化镁的质量,由总质量可以计算得到原混合物中单质镁的量,故答案为:取少量固体粉末,加入足量的冷水,待不再产生气体后,继续滴加盐酸,若有气泡产生,说明固体粉末中含有Mg。
24.Mg、Al、H 3Mg(AlH4)212H2+4Al+Mg3Al2 2:1 MgH2+2CH3CH2OH(CH3CH2O)2Mg+2H2↑
【分析】
化合物X仅含三种短期元素,加热分解生成气体A、单质B与金属互化物C,可知B也是金属单质,而单质B、金属互化物能与NaOH溶液反应生成气体A,故A为H2,X中一种金属元素为Al,而X中某种元素的单质常用来制造信号弹和烟火,则X含有Mg元素。故单质D为Mg,单质B为Al,E为NaAlO2,G为NaHCO3,F为Al(OH)3,n(Al(OH)3)==0.06mol,故X中Al原子为0.1mol,而n(Mg)==0.03mol,故X中H原子物质的量:(2.58g-0.03mol×24g/mol-0.06mol×27g/mol)÷1g/mol=0.24mol,则X中Mg、Al、H原子数目之比为0.03:0.06:0.24=1:2:8,故X的化学式为MgAl2H8,n(Al)==0.04mol,则C中Al为0.06mol-0.04mol=0.02mol,故C中Mg、Al原子数目之比为0.03mol:0.02mol=3:2,故C为Mg3Al2,化合物物H 中氢原子为:(0.78g-0.72g)÷1g/mol=0.06mol,则H中Mg、H原子数目之比为0.03:0.06=1:2,故H的化学式为MgH2,据此分析解题。
【详解】
(1)由分析可知,组成X的三种元素是Mg、Al、H,H的化学式为MgH2,故其电子式为:,故答案为:Mg、Al、H;;
(2)由分析可知,X的化学式为MgAl2H8即Mg(AlH4)2,A为H2,单质B为Al ,C为Mg3Al2,故X在400℃分解的化学方程式为:3Mg(AlH4)212H2+4Al+Mg3Al2,故答案为:3 Mg(AlH4)212H2+4Al+Mg3Al2;
(3)由分析可知,金属互化物C为Mg3Al2,Mg3Al2+12HCl =3MgCl2+2AlCl3+6H2↑,Mg3Al2+2NaOH+2H2O=3Mg+2NaAlO2+3H2↑,故分别与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应产生的气体物质的量之比为6:3=2:1,故答案为:2:1;
(4)由分析可知,H的化学式为MgH2,结合Na与乙醇反应的化学方程式可知乙醇羟基上的H活泼,化合物H与乙醇反应的化学方程式为:MgH2+2CH3CH2OH(CH3CH2O)2Mg+2H2↑,故答案为:MgH2+2CH3CH2OH(CH3CH2O)2Mg+2H2↑。