3.3 海水化学资源的综合应用 同步练习 (含解析)2023-2024学年高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册

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名称 3.3 海水化学资源的综合应用 同步练习 (含解析)2023-2024学年高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-08 10:43:53

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3.3 海水化学资源的综合应用 同步练习
一、单选题
1.下列物质的性质跟其用途有对应关系的是(  )
A.氯气有毒,可用于杀菌、消毒
B.Ca(ClO)2有强氧化性,可用于消毒杀菌
C.NaHCO3受热易分解,可用于制抗酸药物
D.木炭具有还原性,可用于吸附苯等有机物
2.随着人口增长、工业发展,淡水供应出现危机。若实行海水淡化来供应饮用水,下列方法在原理上完全不可行的(  )
A.加入明矾,使海水中的泥沙沉淀并淡化
B.利用太阳能,将海水蒸馏淡化
C.将海水通过离子交换膜除去其所含的盐分
D.利用电渗析法使海水淡化
3.遇碘水显蓝色的是(  )
A.羊肉 B.鲜鱼片
C.面粉 D.鸡蛋
4.2019年12月爆发了新型冠状病毒,在全球范围内已引发众多国家的高度重视,乙醚、75%的乙醇、含氯的消毒剂都可以有效地灭活病毒。世界卫生组织将二氧化氯列为A级高效安全灭菌消毒剂,下列关于ClO2说法正确的是(  )
A.ClO2是强还原剂
B.ClO2的消毒与明矾净水原理一致
C.ClO2的摩尔质量为67.5g
D.等物质的量的ClO2的杀菌效果比Cl2、HClO的强
5.实验室海带提碘的实验中不涉及的操作是
A.灼烧 B.溶解 C.过滤 D.蒸发
6.下图是氯元素的“价-类”二维图,据此下列分析正确的是(  )
A.由“价-类”二维图推测具有强氧化性,可与水反应生成两种强酸
B.可用pH试纸分别测定等浓度的和溶液的的方法,来比较其酸性强弱
C.常用于炸药、火箭推进剂的某种强氧化剂在“价-类”二维图中的位置为(盐,-1)
D.工业上常用制备,该反应氧化产物与还原产物之比为4∶1
7.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C.下列说法正确的是(  )
A.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性
B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)
C.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
D.该反应中化学能全部转化为热能
8.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序是(  )
①过滤  ②加过量BaCl2溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量NaOH溶液
A.①④①②⑤③ B.①⑤④②①③
C.①②④⑤③ D.①②⑤④①③
9.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣,可将粗盐溶于水,然后进行以下五项操作:①过滤;②加过量NaOH溶液;③加适量稀盐酸;④加过量Na2CO3溶液;⑤加过量BaCl2溶液,可行的顺序是(  )
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②⑤④①③ D.②④⑤①③
10.海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下
下列关于海水制碘的说法,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.可用酒精萃取碘水中的I2
C.沸水浸泡海带灰的目的是为了加快I-的溶解,并使之溶解更充分
D.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生还原反应
11.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法错误的是(  )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
12.为从粗食盐水中除去、、等离子,以制得精盐水。某同学设计如下方案
以下说法错误的是(  )
A.E中主要有和,也可能有一些
B.②中加入过量溶液的主要目的是为了除去
C.N溶液呈碱性
D.③目的是除去和
13.工业上可以通过冷却镁蒸气制得镁粉。下列气体可以用来冷却镁蒸气的是(  )
A.氮气 B.氦气 C.空气 D.二氧化碳
14.下列物质中,不能用作漂白剂的是(  )
A.SO2 B.Ca(ClO)2 C.NaClO D.H2SO4(浓)
15.下图是工业海水提溴的部分流程,下列有关说法正确的是(  )
A.“吹出”采用热空气而不是常温空气的原因是热空气氧化性强
B.碱液吸收所发生的化学反应中氧化剂与还原剂之比为1 : 5
C.第③ 步中“酸化”要用强氧化性的酸,如硝酸
D.含溴的水溶液B中的单质溴浓度比A中的大
16.加碘盐的主要成分是NaCl,还添加了适量的KIO3。下列说法中正确的是 (  )
A.KIO3和NaCl为离子化合物,均只含离子键
B.KIO3中阳离子的结构示意图为
C.23Na37Cl中质子数和中子数之比是8∶7
D.次碘酸的结构式为H—O—I
二、实验探究题
17.含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为   。
(2)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中   已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是   。
(3)为改变生橡胶受热发粘、过冷变硬的不良性能,工业上常用橡胶硫化剂来改善橡胶的性能。已知:是一种黄红色液体(熔点:-76℃,沸点:138℃),遇水强烈水解,工业上用纯净的氯气和熔融硫单质反应制得。实验室用下列装置模拟工业制取少量。(夹持、加热装置均已略去)。
①的电子式为   ,A中盛放浓盐酸的仪器名称   。
②装置连接顺序:A→   ,D装置的作用是   。
③实验过程中,实验前和停止加热后,都需要通一段时间的氮气,若停止加热后没有继续通氮气,,的产率将   (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
④遇水强烈反应,已知其中一种气体产物X能使品红溶液褪色,加热后又恢复原状,且反应过程中只有一种元素的化合价发生变化,写出该反应的化学方程式   。
⑤某同学为了测定与水反应后生成的气体X在混合气体中的体积分数,设计了如下实验方案:。
该混合气体中X的体积分数为   (用含V、m的式子表示)
18.海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)下图是从海水中提取镁的简单流程。
①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是   。
②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是   。
(2)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素.实验室提取I2的途径如下所示:
干海带 海带灰 滤液 I2
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是    。
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液,写出该反应的离子方程式   。
③反应结束后,加入CCl4作萃取剂,采用萃取—分液的方法从碘水中提取碘,主要操作步骤如图:
甲、乙、丙3步实验操作中,错误的是    (填“甲”、“乙”或“丙”)。
19.某学习小组做了如下实验探究海带中碘元素的存在形式,并测定其中碘元素的含量.
(1)操作Ⅰ为灼烧,则灼烧时应该用   (仪器名称)盛装海带,操作Ⅱ为   ;
(2)水浸时通常要将悬浊液煮沸2﹣3min,目的是   .
(3)操作Ⅲ,是同学们对溶液A中碘元素的存在形式进行的探究实验.
[推测]:①以IO3﹣形式存在;②以I﹣形式存在
[查阅资料]:IO3﹣具有较强的氧化性;I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣将上述溶液稀释配制成200mL溶液,请完成下列实验探究.
限选试剂:3%H2O2溶液、KSCN溶液、FeCl2溶液、稀硫酸
序号 实验操作 实验现象 结论
① 取少量稀释后的溶液A加入淀粉后再用硫酸酸化,分装于试管Ⅰ、Ⅱ 无现象
② 往试管I中加入FeCl2溶液,后加入2滴KSCN溶液并振荡;     证明不是以IO3﹣形式存在
③ 往试管II中加入        证明以I﹣形式存在
(4)定量检验海带中的碘含量:
①取20mL稀释后溶液A分别于锥形瓶,分别用酸式滴定管滴加0.01mol/LKMnO4溶液至溶液刚显浅红色,将I﹣氧化为I2并得到溶液B;
②在溶液B加入2滴淀粉溶液,用0.01mol/L Na2S2O3溶液,滴定至终点,终点现象为   ,记录数据,重复上测定步骤①、②两次,三次平均消耗Na2S2O3溶液体积为VmL,海带中碘元素的百分含量为   .假设操作Ⅰ、Ⅱ中碘不损失,原子量I﹣127)
三、综合题
20.如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别A   和化学式B   。
(2)某同学利用以下试剂研究HCl性质,进行了如下预测:
a.NaClO b.Fe c.NaOH d.KMnO4
从物质类别上看,HCl属于   ,可能与   发生反应(填字母);从化合价角度看,Cl-具有   性,可能与   发生反应(填字母)。
(3)某工厂用NaCl溶液制备氯气,其化学原理为如下反应:
H2O+NaClCl2↑+NaOH+
①请将上述方程式补充完整,并用单线桥表示电子转移。   。
②反应中NaCl做   剂,理由是   。
21.粗盐含有泥沙以及Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质,其提纯过程一般经过以下流程:
某兴趣小组按上述方案进行粗盐提纯实验,实验室提供了粗盐样品、稀盐酸、NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液等药品以及必备的实验仪器若干。请回答下列问题:
(1)操作①粗盐样品加水之前,需要将大颗粒粗盐变为细小颗粒或粉末,此时在实验室中需要用到的仪器为   。
(2)操作②、④过滤后的滤液仍有浑浊,需要进行的操作是   。
(3)操作③按abc顺序依次加入过量的试剂。若a为NaOH溶液,则c为   。加入c发生反应的离子方程式为   。
(4)加盐酸调溶液pH的目的是   。
(5)步骤⑥操作名称是   。
22.粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42﹣等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳、稀盐酸.
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42﹣,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为    (只填化学式).
(2)如何检验SO42﹣是否沉淀完全   .
(3)调节pH 的目的   ,试剂b是   (填名称).
(4)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为   ,使用该试剂的目的是   .
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.氯气可用于杀菌、消毒是因为其氧化性,故A不符合题意;
B.Ca(ClO)2有强氧化性,能使细菌,病毒的蛋白质发生变性,可用于消毒杀菌故B符合题意;
C.NaHCO3可以与盐酸反应,胃酸的主要成分为盐酸,所以NaHCO3可用于制胃酸中和剂,故C不符合题意;
D.木炭具有吸附性,能吸附苯等有机物,与木炭的还原性无关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、氯气具有强氧化性,可以杀菌消毒;
B、亚氯酸钙具有强氧化性,可以杀菌消毒;
C、碳酸氢钠可以和氢离子反应,作为抗酸药;
D、 木炭具有吸附性,可以吸附有机物。
2.【答案】A
【解析】【解答】A. 加入明矾,只能使海水中的泥沙沉淀,但不能去除盐分,A符合题意;
B. 利用太阳能,将海水蒸馏,盐分留在海水中,从而实现淡化,B不符合题意;
C. 海水通过离子交换膜,去除水中所含的金属离子及酸根离子,实现水的淡化,C不符合题意;
D. 电渗析法是利用电场的作用,强行将离子向电极处吸引,致使电极中间部位的离子浓度大为下降,从而制得淡水,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】此题考查工业中物质的应用,A中考虑明矾的用量及作用,是净化水,不是除去物质,不是淡化。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.羊肉中富含蛋白质,选项A不符合题意;
B.鲜鱼片富含蛋白质,选项B不符合题意;
C.面粉中富含淀粉,淀粉遇碘变蓝色,选项C符合题意;
D.鸡蛋富含蛋白质,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据淀粉遇碘变蓝解答;
4.【答案】D
【解析】【解答】A.ClO2具有强氧化性可以氧化蛋白质使其变质从而消毒杀菌,A不符合题意;
B.ClO2的消毒原理是因其强氧化性,明矾净水是因为铝离子水解产生有吸附作用的氢氧化铝胶体,B不符合题意;
C.ClO2的摩尔质量为67.5g/mol,C不符合题意;
D.ClO2、Cl2、HClO都因强氧化性而可以杀菌消毒,且都被还原成Cl-,ClO2中Cl元素化合价变化最大,所以物质的量相同时转移的电子数最多,杀菌效果最强,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.ClO2中的氯元素为中间价态,化合价可以降低,可知具有强氧化性;
B.ClO2的消毒与强氧化性有关,明矾净水与铝离子的水解生成胶体有关;
C.注意摩尔质量的单位为g/mol;
D.注意可以从得失电子个数的角度进行考虑。
5.【答案】D
【解析】【解答】海带提碘的实验中有灼烧、溶解、过滤的步骤,但是不包括蒸发,D选项是错误的。
故答案为:D。
【分析】实验室从海带中提取碘:海带灼烧成灰,浸泡溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,ClONO2中Cl为+1价,N为+5价,O为-2价,+1价的Cl和+5价的N都有强氧化性,所以ClONO2具有强氧化性,可水解生成硝酸和次氯酸,但次氯酸属于弱酸,故A不符合题意;
B.HClO具有漂白性,不能用pH试纸测定HClO溶液的pH,故B不符合题意;
C.“价-类”二维图中的位置(盐,-1)表示氯元素-1价的盐,该盐中氯元素没有氧化性,故C不符合题意;
D.反应5NaClO2+4HCl(稀)=5NaCl+4ClO2+2H2O中,NaClO2中4mol氯由+3价变成+4价,化合价升高被氧化,还有1mol的氯由+3变-1价,化合价降低被还原,则n(氧化产物):n(还原产物)=4:1,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.ClONO2水解生成硝酸和次氯酸,次氯酸是弱酸;
B.次氯酸能漂白pH试纸;
C.氯元素为-1价的盐不具有氧化性。
7.【答案】A
【解析】【解答】解:A、该反应为:2Mg+CO2 2MgO+C,此反应中Mg为还原剂,C为还原产物,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,即还原性Mg>C,故A正确;
B、Mg有3个电子层,Mg2+为Mg失去最外层的2个电子形成的阳离子,只有2个电子层,故半径r(Mg2+)<r(Mg),故B错误;
C、元素C除存在金刚石和石墨外,还存在足球烯(C60)等同素异形体,故C错误;
D、该反应放出光,即部分化学能转化为光能,且生成物仍具有能量,故D错误;
故选A.
【分析】A、依据化学反应方程式判断即可,还原剂的还原性大于还原产物的还原性;
B、电子层数越多,微粒半径越大;
C、C元素的单质存在多种同素异形体;
D、镁燃烧放出强光,据此解答即可.
8.【答案】D
【解析】【解答】粗盐中的泥沙可以先过滤除去,粗盐中的钙离子用碳酸钠除去,镁离子用氢氧化钠除去,硫酸根离子用氯化钡除去,因为除杂试剂加入量多,要考虑不引入新杂质的标准,所以氯化钡在碳酸钠前加入,用碳酸钠除去多余的氯化钡。当加入三种除杂试剂之后再过滤,最后用盐酸除去多余的氢氧化钠和碳酸钠。所以顺序为:①②⑤④①③。
故答案为:D
【分析】粗盐提纯,需要先过滤,再除去杂质离子;要除去杂质离子,BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加入,最后加入盐酸,除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
9.【答案】C
【解析】【解答】解:镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确的顺序为:⑤加过量的BaCl2溶液,④加过量的Na2CO3溶液,②加过量的NaOH溶液,①过滤,③加适量的盐酸;或者,②加过量的NaOH溶液,⑤加过量的BaCl2溶液,④加过量的Na2CO3溶液,①过滤,③加适量的盐酸,所以正确的顺序是⑤④②①③或②⑤④①③,故选C.
【分析】除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣及泥沙,可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子,然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子.盐酸要放在最后,来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,加氢氧化钠和氯化钡无先后顺序要求.
10.【答案】C
【解析】【解答】A.灼烧时选用的仪器是坩埚,而不是蒸发皿,A项不符合题意;
B.酒精与水互溶,不能用酒精萃取碘水中的I2,B项不符合题意;
C.沸水浸泡海带灰,升高温度加快I-的溶解,使溶解更充分,C项符合题意;
D.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水,发生的离子反应方程式为2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,该反应中碘元素的化合价由-1价升至0价,碘元素发生氧化反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】化合价升高,失电子,发生氧化反应,做还原剂;化合价降低,得电子,发生还原反应,做氧化剂
11.【答案】D
【解析】【解答】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不选;
B.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,B不选;
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不选;
D.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,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】第一次从水蒸气是加热溴蒸汽,帮助溴蒸汽吹出来。第二次是作为溶剂,故两次都没有参加反应。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.根据分析,加入过量Ba(OH)2溶液,得到的沉淀E中主要含有Mg(OH)2和BaSO4沉淀,还会有少量Ca(OH)2沉淀,A不符合题意;
B.②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是为了除去Ca2+及过量的Ba2+,B符合题意;
C.由于①加入过量的Ba(OH)2溶液,OH-过量,因此N溶液为碱性,C不符合题意;
D.加盐酸的反应为H++OH-=H2O及2H++=CO2↑+H2O,目的是除去和OH-,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据离子之间的反应分析。
13.【答案】B
【解析】【解答】Mg性质较活泼,能在O2、N2、CO2气体中燃烧,反应方程式分别为2Mg+ O2 2MgO、 3Mg+ N2 Mg3N2、2Mg+ CO2 2MgO + C,Mg和氦气不反应,所以可以在氦气中冷却Mg;
故答案为:B。
【分析】 一定条件下Mg与氮气、氧气、二氧化碳发生反应,则不能用来冷却镁蒸气。
14.【答案】D
【解析】【解答】解:A.与有色物质化合生成无色物质,能用作漂白剂,如漂白品红,故A不选;
B.Ca(ClO)2具有强氧化性,能用作漂白剂,为漂白粉的主要成分,如可使有色布条褪色,故B不选;
C.NaClO具有强氧化性,能用作漂白剂,为84消毒液的主要成分,如可使有色布条褪色,故C不选;
D.浓硫酸不具有漂白性,不能用于漂白,故D选.
故选D.
【分析】具有吸附性、强氧化性、与有色物质化合生成无色物质,均能用作漂白剂,以此来解答.
15.【答案】D
【解析】【解答】A.“吹出”采用热空气而不是常温空气的原因是温度高溴挥发快,故A不符合题意;
B.碱液吸收溴单质生成Br-、BrO3-,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂之比为5 :1,故B不符合题意;
C.酸化是发生反应5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O,浓硝酸具有强氧化性,能直接氧化溴离子,溴元素不能全部转化为溴单质,故C不符合题意;
D.含溴的水溶液B中的单质溴浓度比A中的大,故D符合题意。
【分析】A.温度越高,挥发性越快
B.根据反应物和生成物写出方程式,根据元素的变化找出氧化剂和还原剂即可
C.应用稀硫酸酸化
D.海水提溴流程对溴元素起到富集作用
16.【答案】D
【解析】【解答】A、含有离子键的化合物是离子化合物,KIO3和NaCl为离子化合物,均含有离子键,但碘酸钾中还含有共价键,A不符合题意;
B、碘酸钾是由K+与IO3-构成的,其阳离子的结构示意图为 ,B不符合题意;
C、由于质子数+中子数=质量数,所以23Na37Cl中质子数和中子数分别是11+17=28、23-11+37-17=32,其之比是7∶8,C不符合题意;
D、由于氧元素的非金属性强于碘元素的非金属性,因此次碘酸的结构式为H—O—I,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】A.KlO3中既有离子键又有共价键
B.最外层电子数最多只有8
C.质子数和中子数的比为:(11+17):(23-11+37-17)
17.【答案】(1)
(2)HClO;取少量久置氯水于试管中,依次滴入稀硝酸和少量硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有
(3);分液漏斗;FCBED;防止空气中水蒸气进入使水解,吸收尾气;偏低;;22.4m/233V(带百分号的答案也可以)
【解析】【解答】实验室用浓盐酸和二氧化锰加热条件下制取氯气,生成的氯气依次通过饱和食盐水、浓硫酸,除去HCl和水蒸气,再进入B中与熔融硫单质反应,生成的S2Cl2气体进入E中冷凝收集,最后接干燥管D,防止空气中水蒸气进入使S2Cl2水解,吸收尾气;
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰加热条件下制取氯气,化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)氯水中含有次氯酸有强氧化性而具有漂白性,不能使品红溶液褪色,则次氯酸已经分解;检验氯离子的操作为:取少量久置氯水于试管中,依次滴入稀硝酸和少量硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl ;
(3)S2Cl2的电子式为;盛放浓盐酸的仪器为分液漏斗;
生成的氯气依次通过饱和食盐水、浓硫酸,除去HCl和水蒸气,再进入B中与熔融硫单质反应,生成的S2Cl2气体进入E中冷凝收集,最后接干燥管D,防止空气中水蒸气进入使S2Cl2水解,吸收尾气;
停止加热后继续通氮气目的是将生成的S2Cl2气体全部排入E中收集;否则产率将偏低;
遇水强烈反应,已知其中一种气体产物X能使品红溶液褪色,加热后又恢复原状,可知生成二氧化硫,只有一种元素化合价变化,可知为硫元素的歧化反应,故S2Cl2与水反应的化学方程式:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl↑
混合气体通过氯水,二氧化硫被氧化成硫酸根,与钡离子生成硫酸钡沉淀,固体为硫酸钡mg,由SO2~BaSO4可知n(SO2)=n(BaSO4)= 混合气体总的物质的量为 ,所以混合气体中X的体积分数为 。
【分析】(1)浓盐酸和二氧化锰加热生成氯化锰、氯气和水;
(2)氯水中的次氯酸可以使品红溶液褪色;
(3) ① 氯原子连接两边,硫原子连接中间;
② 结合制备-洗气-干燥-反应-收集的步骤判断;
③ 实验后通入氮气的目的是使装置中残留的气体排出;
④ 二氯化二硫和水反应生成二氧化硫、硫和氯化氢;
⑤ 结合化学计量数之比等于物质的量之比判断。
18.【答案】(1)石灰乳或氧化钙;MgCl2 MgCl2+Cl2
(2)坩埚;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;丙
【解析】【解答】(1)①工业上常用石灰乳或氧化钙沉淀Mg2+,CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2;氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,则试剂A是石灰乳或氧化钙;
②熔融状态下电解氯化镁冶炼镁,电解反应方程式为MgCl2(熔融) MgCl2+Cl2↑;
(2)①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚;
②加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂,将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2H++2I-+H2O2═I2+2H2O;
③振荡、静置分层操持合理,而分离时先分离下层液体后倒出上层液体,则丙图不合理。
【分析】(1)海水则加入氢氧化钙沉淀镁离子,过滤得到氢氧化镁沉淀,加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中失去结晶水得到固体氯化镁,再电解MgCl2可得Mg;
(2)干海带灼烧后溶于水,充分溶解后过滤,在滤液中加入酸化过氧化氢氧化碘离子生成碘单质,加入四氯化碳萃取分液,最后蒸馏得到碘单质。
19.【答案】(1)坩埚;过滤
(2)加快含碘物质在水中的溶解,以使灰烬中的含碘物质尽可能多的进入溶液
(3)3%;H2O2溶液并振荡;溶液变蓝
(4)溶液蓝色刚好褪去,30s内不恢复蓝色;
【解析】【解答】解:(1)流程图分析,操作Ⅰ固体灼烧在坩埚中;操作Ⅱ是分离固体和液体的实验操作过滤,故答案为:坩埚;过滤;(2)水浸要将悬浊液煮沸2﹣3min是为了增大含碘物质的溶解度,使更多的含碘物质溶解,故答案为:加快含碘物质在水中的溶解,以使灰烬中的含碘物质尽可能多的进入溶液;(3)②利用亚铁离子具有还原性,碘酸根离子在酸性溶液中具有氧化性,检验是否含有铁离子,往试管I中加入氯化亚铁溶液,后加入2滴KSCN溶液并振荡,无血红色出现证明不是以IO3﹣形式存在;故答案为:无现象;③往试管II中加入3%过氧化氢具有氧化性可以氧化碘离子为碘单质,遇到淀粉变蓝,故答案为:3% H2O2溶液并振荡;溶液变蓝;(4)A溶液中碘离子被高锰酸钾溶液氧化为碘单质,碘单质被硫代硫酸钠溶液还原为碘离子,中和滴定过程中,到蓝色恰好褪去不再变化证明反应到终点;设碘离子物质的量为x,
2I﹣~I2~ 2Na2S2O3
2 2
x 0.01mol/L×V×10﹣3L
x=V×10﹣5mol
200mL溶液中含碘元素物质的量为=V×10﹣4mol
海带中碘元素的百分含量= ×100%= ,
故答案为:溶液蓝色刚好褪去,30s内不恢复蓝色; .
【分析】(1)依据流程图分析,操作Ⅰ固体灼烧在坩埚中;操作Ⅱ是分离固体和液体的实验操作过滤;(2)加热使含碘物质更多地溶解于水溶液中;(3)②利用亚铁离子具有还原性,碘酸根离子在酸性溶液中具有氧化性,亚铁离子与硫氰酸钾溶液反应生成血红色溶液;③利用试剂过氧化氢具有氧化性可以氧化碘离子为碘单质,遇到淀粉变蓝;(4)依据A溶液中碘离子被高锰酸钾溶液氧化为碘单质,碘单质被硫代硫酸钠溶液还原为碘离子,中和滴定过程中,到蓝色恰好褪去不再变化证明反应到终点;依据离子方程式计算得到碘元素含量.
20.【答案】(1)单质;HClO
(2)酸;a、b、c;还原;a、d
(3);还原;由方程式可知,反应中Cl由-1价变为0价
【解析】【解答】(1)Cl2为单质,因此A为单质;物质B中Cl为+1价,Cl为+1价的酸为HClO;
(2)HCl属于强电解质,完全电离,所有的阳离子均为H+,因此HCl属于酸,能与NaClO反应生成HClO,能与铁反应生成氢气,能与氢氧化钠发生中和反应;Cl-中Cl为-1价,为最低价态,具有还原性,能与NaClO发生归中反应,能与KMnO4发生氧化还原反应;
(3)①根据氧化还原反应化合价升降守恒对方程式配平可得方程式为2H2O+2NaClCl2+2NaOH+H2↑,2molNaCl参与反应,电子转移2mol,用单线桥表示为:②由方程式可知,反应中Cl由-1价变为0价,化合价升高,失去电子,被氧化,NaCl作还原剂。
【分析】(1)Cl2为单质;+1的酸为HClO;
(2)酸可以和金属单质、碱、碱性氧化物、弱酸盐反应;
(3) ① 结合化合价变化进行判断,根据化合价升降守恒配平化学计量数;
② 氯化合价升高,作为还原剂。
21.【答案】(1)研钵
(2)重新过滤(或继续过滤)
(3)Na2CO3溶液;Ca2++CO32﹣=CaCO3↓,Ba2++CO32﹣=BaCO3↓
(4)除去过量的OH﹣和CO32﹣
(5)蒸发结晶
【解析】【解答】(1)操作①是将大颗粒食盐变为小颗粒食盐,通常使用的仪器是研钵;
(2)操作②、④过滤后的滤液仍有浑浊,需要进行的操作是重新过滤(或继续过滤),直至滤液澄清为止;
(3)镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,通过蒸发结晶得到纯净的NaCl晶体,所以正确的顺序为:a、NaOH溶液;b、BaCl2溶液;c、Na2CO3溶液;过滤;加适量盐酸;
故答案为Na2CO3溶液;Ca2++CO32﹣=CaCO3↓,Ba2++CO32﹣=BaCO3↓;
(4)加盐酸调溶液pH的目的是除去过量的OH﹣和CO32﹣;
(5)步骤⑥操作名称是蒸发结晶。
【分析】由实验流程可知,①中加水溶解,②中过滤分离出泥沙,滤液含NaCl及Ca2+、Mg2+、SO42- ,③中加氯化钡除去硫酸根离子、加NaOH除去镁离子、加碳酸钠除去钙离子及过量钡离子,④过滤分离出沉淀为氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡,滤液含NaCl、NaOH、Na2CO3,⑤中加盐酸除去:NaOH、Na2CO3,⑥中蒸发结晶得到NaCl,以此来解答。
22.【答案】(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3(或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH)
(2)静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42﹣沉淀完全,反之未沉淀完全
(3)除掉过量的OH﹣、CO32﹣;稀盐酸
(4)75%乙醇;除去晶体表面的KCl,减少晶体的损耗
【解析】【解答】解:(1)除去粗盐中的可溶性杂质:Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42﹣时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH﹣═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32﹣=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,
故答案为:BaCl2、NaOH、Na2CO3(或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH);(2)钡离子遇到硫酸根离子会生成白色沉淀,因此可以取上层清液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,如无沉淀生成,则表明SO42﹣已沉淀完全;如有沉淀生成,则表明SO42﹣未沉淀完全,
故答案为:静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42﹣沉淀完全,反之未沉淀完全;(3)加适量盐酸,可以少引入杂质,并且盐酸与过量NaOH溶液和过量Na2CO3溶液发生反应,离子方程式为:H++OH﹣═H2O,CO32﹣+2H+═H2O+CO2↑,从而除掉过量的OH﹣、CO32﹣;
故答案为:除掉过量的OH﹣、CO32﹣;稀盐酸;(4)粗盐中含有钾离子,所以氯化钠晶体中混有氯化钾,必须进行洗涤,氯化钠不溶于乙醇,可用乙醇冲洗固体表面的氯化钾,这样可以减少晶体的损失,
故答案为:75%乙醇;除去晶体表面的KCl,减少晶体的损耗.
【分析】(1)把杂质转化为沉淀或气体除去,除钙离子用碳酸根离子,除镁离子、铁离子用氢氧根离子,除硫酸根离子用钡离子.要注意除杂质的顺序,后加的试剂最好能把前面先加是过量试剂除掉;(2)硫酸根遇到钡离子会产生白色沉淀;(3)加适量盐酸可以除掉过量的OH﹣、CO32﹣;(4)氯化钠晶体中混有氯化钾,必须洗涤,可以根据乙醇的性质来回答.