通用版高考化学一轮复习课时突破练13　卤族元素溴、碘的提取

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练13　卤族元素溴、碘的提取
必备知识基础练
1.(2024·辽宁沈阳市郊联体联考)下列有关卤素单质及其化合物的说法错误的是(　　)
A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强
C.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝:4I-+O2+2H2O2I2+4OH-
D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
2.(2024·广东肇庆模拟)碘是人体必需的微量元素之一,某食用盐中含有的碘元素以KIO3形式存在。已知溶液中I与I-反应的离子方程式为I+5I-+6H+3I2+3H2O。实验小组的同学为检测该加碘食盐中的I做了如下实验:
下列说法正确的是(　　)
A.试管①中溶液会变蓝
B.试剂1可换成蓝色石蕊溶液
C.试剂3可以是乙醇溶液
D.试管②中溶液变蓝,说明食盐中含有I
3.(2024·辽宁沈阳六校联考)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。下列说法不正确的是(　　)
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,但不能判断氯气是否过量
D.若通入氯气的体积为11.2 L(标准状况下),则反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-
4.(2024·湖南长郡十五校联考)某工业食盐样品中混有NaBr杂质,现对其进行提纯,并获取液态溴,可设计实验流程如图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.依据实验流程可知,操作Ⅰ为萃取、分液,可选取CCl4作为萃取剂
B.由液体D中获取液溴时采用蒸馏操作,所用温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处
C.在进行操作Ⅱ时,需要的主要仪器有铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳
D.若样品为44.0 g,最终获得42.1 g氯化钠固体,则原固体混合物中氯化钠的质量分数约为60%
5.(2024·天津武清区统考)某同学进行如下实验:
实验 操作和现象
Ⅰ 向溴水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入CCl4,滴加氯水,振荡后CCl4层显紫色;再滴加氯水,振荡后紫色褪去;继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色
下列分析不正确的是(　　)
A.Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2
B.Ⅱ中的现象说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C.Ⅲ中CCl4层显紫色,说明Cl2的氧化性强于I2
D.Ⅲ中CCl4层变为橙色时,水层中仍含有大量I-
6.(2024·湖北鄂东南名校联考)某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O
关键能力提升练
7.(2024·山东潍坊四县区联考)溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,与某些非金属单质反应生成相应的卤化物,与水反应的化学方程式为IBr+H2OHBr+HIO,下列有关IBr的叙述中不正确的是(　　)
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中,IBr是强氧化剂
C.与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D.与水反应时,既是氧化剂又是还原剂
8.(2024·黑龙江齐齐哈尔联考)拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似,能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,下列说法中不正确的是(　　)
A.(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O
B.向等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(SCN)2,发生反应:2I-+(SCN)2I2+2SCN-
C.BrCl与水反应生成HBrO和HCl,则1 mol BrCl反应时转移1 mol电子
D.IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2
9.(2024·辽宁师大附中阶段考)海带中含有丰富的碘元素,某化学兴趣小组设计的海带提碘实验流程如图,下列说法中正确的是(　　)
A.上述流程中各步操作用到的仪器包括分液漏斗、直形冷凝管、漏斗、蒸馏烧瓶和坩埚
B.“氧化”时,试剂可选用O2、H2O2或Br2
C.上述流程包括3个氧化还原反应和3种分离操作
D.“反萃取”时,反应的离子方程式为I2+2OH-I-+I+H2O
10.(2024·吉林长春重点校联考)海洋资源的利用具有非常广阔的前景,利用空气吹出法从海水(弱碱性)中提取溴的流程如图。
已知:溴单质的沸点为58.5 ℃。
(1)溴元素在元素周期表中的位置是　 。
(2)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为 　。
(3)“蒸馏塔”中温度应控制在　　　　　　　　(填字母)。
A.40~50 ℃ B.70~80 ℃
C.100 ℃以上
(4)物质A　　　　　　　　(填化学式)可以循环利用,降低成本。
(5)探究“氧化”的适宜条件,测得不同条件下溶液中被氧化的Br的百分含量如图:
注:表示加入氯元素与海水中溴元素物质的量之比。
①“氧化”的适宜条件为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②吹出塔中吹出的溴蒸气,用二氧化硫水溶液吸收后,再用氯气氧化后蒸馏。若海水中溴含量约为65 mg·L-1,从1 000 L海水中提取溴,理论上需要SO2的质量为　　　　　　　　。
③已知:吹出的Br2还可以用纯碱吸收,请在方框内填入适当的化学计量数:
　Br2+　C　Br+　Br-+　CO2↑
④吸收后的空气进行循环利用。吹出时,Br2吹出率与吸收塔中SO2流量的关系如图所示。SO2流量过大,Br2吹出率反而下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.A　解析 元素的非金属性强弱与其对应的氢化物水溶液的酸性强弱无关,A错误;I2在KI溶液中存在平衡:I2+I-,可使其溶解度增大,D正确。
2.D　解析 试管中加入加碘食盐,加水溶解,加入淀粉,溶液不变蓝,说明没有单质碘生成,再加入碘化钾,试管不变蓝,说明碘离子和碘酸根未反应,根据溶液中I与I-反应的离子方程式为I+5I-+6H+3I2+3H2O,再加入稀硫酸,反应生成单质碘,淀粉遇单质碘变蓝,则证明含有碘酸根。试管①中溶液不会变蓝,溶液中没有单质碘,只有碘酸根,A错误;试剂1不能换成蓝色石蕊溶液,要通过实验证明生成了单质碘,再证明食盐中有碘酸根,B错误;试剂3应该提供酸性环境,可以是稀硫酸或醋酸溶液等,C错误;试管②中溶液变蓝,说明生成了单质碘,则说明食盐中含有I,主要是碘离子和碘酸根在酸性条件下反应生成单质碘,D正确。
3.A　解析 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,B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正确。
4.D　解析 依据实验流程可知,操作Ⅰ是从NaCl和Br2的混合溶液中分离出NaCl溶液和液溴,故为萃取、分液,上层为NaCl溶液,下层为有机溶剂和Br2溶液,故可选取CCl4作为萃取剂,A正确;若样品为44.0 g,最终获得42.1 g氯化钠固体,根据反应计算可知:
2NaBr+Cl22NaCl+Br2　Δm
206 89
m (44-42.1) g
解得m≈4.4 g,则原固体混合物中氯化钠的质量分数约为×100%=90%,D错误。
5.D　解析 CCl4是无色液体,Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2,A正确;向碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色,说明I2从水中转移到CCl4中,则I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确;Ⅲ和Ⅱ的现象对比,说明Cl2将I-氧化为I2,则Cl2的氧化性强于I2,C正确;CCl4层显紫色,再滴加氯水,振荡后紫色褪去,则I2被氯水氧化生成HIO3,继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色,则Br-被氯水氧化为Br2,故水层中不含I-,含有I,D错误。
6.B　解析 E处发生反应Cl2+2Br-2Cl-+Br2,则E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强,A、C正确;F处可能发生反应Cl2+2I-2Cl-+I2,也可能发生反应Br2+2I-2Br-+I2,F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成,由于氯气的干扰,所以不能说明Br2的氧化性比I2强,B错误;G为尾气处理装置,装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O,D正确。
7.D　解析 电负性:I8.C　解析 类似于Cl2与NaOH溶液反应,(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O,A正确;(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,由于还原性:I->Br-,故等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(SCN)2,只氧化I-生成I2,B正确;BrCl与水生成HBrO和HCl,该反应是非氧化还原反应,不存在电子转移,C错误;IBr的化学性质类似于Cl2,与金属Zn反应生成ZnBr2和ZnI2,D正确。
9.A　解析 上述流程中灼烧用到坩埚,萃取分液用到分液漏斗,蒸馏用到直形冷凝管和蒸馏烧瓶,过滤用到漏斗,A正确;氧化过程将碘离子变成碘单质,可选用的氧化剂为O2、H2O2,选Br2会引入杂质,B错误;该过程中海带灼烧、氧化过程碘离子氧化成碘单质、反萃取过程中碘单质与氢氧化钠溶液反应、酸化分离过程中生成碘单质,共4个氧化还原反应,涉及过滤、分液、蒸馏三种分离操作,C错误;反萃取时反应的离子方程式为3I2+6OH-5I-+I+3H2O,D错误。
10.答案 (1)第四周期第ⅦA族
(2)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S
(3)B　(4)HCl、H2SO4
(5)①pH=1、=1.1　②26 g
③3　3　1　5　3　④过量的SO2随吸收Br2后的空气进入吹出步骤,与Br2反应
解析 (2)吸收塔中SO2和水吸收吹过来的Br2生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S。(3)蒸馏塔中要蒸出溴,溴单质的沸点为58.5 ℃,所以温度应控制在58.5 ℃以上,但不能高于水的沸点,故选B。
(4)进入蒸馏塔的有氢溴酸和硫酸,氢溴酸和氯气发生置换反应生成溴和HCl,硫酸没参加反应,可以和HCl一起送回“氧化”步骤循环利用,故物质A为HCl、H2SO4。
(5)①从图中可以看出,在pH=1、=1.1时溶液中Br2的含量最高,再加大氯的量,对溴的含量的提高也几乎没有影响,所以“氧化”的适宜条件为pH=1、=1.1;②1 000 L海水中含溴(Br-)的质量为1 000 L×65 mg·L-1=65 000 mg=65 g,物质的量为=0.812 5 mol,则Br2的物质的量为0.406 25 mol,Br2和SO2等物质的量反应,则SO2的物质的量也是0. 406 25mol,质量为406 25 mol×64 g·mol-1=26 g;③在该反应中Br的化合价既升高又降低,根据电子守恒,Br和Br-的物质的量之比为1∶5,配平可得:3Br2+3CBr+5Br-+3CO2↑;④SO2流量过大,过量的SO2随吸收Br2后的空气进入吹出步骤,与Br2反应,导致溴吹出率下降。
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