2020版高考化学大一轮复习 第3章 自然界中的元素 9 第4节 海水中的元素检测 鲁科版.doc

第4节 海水中的元素课后达标检测一、选择题1(教材改编题)由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是()ABC D解析：选A。海水提镁流程：卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2。2相同质量的镁条分别在氧气、空气、氮气、二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是()A BC D解析：选C。根据2MgO22MgO；3MgN2Mg3N2；2MgCO22MgOC可知，镁在空气中发生以上三个反应，所得固体是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根据各气体在空气中所占的比例可知C项正确。3从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法不正确的是()干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2A在蒸发皿中灼烧干海带，并用玻璃棒搅拌B往含I的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，I发生氧化反应C在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液解析：选A。灼烧固体，应使用坩埚，A项说法错误；H2O2能将I氧化为I2，B项说法正确；碘遇淀粉变蓝，C项说法正确；将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，D项说法正确。4(2019兰州一中月考)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。如果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(I2被氧化为HIO3)。下列说法正确的是()A整个过程中的还原剂只有I2BCCl4层由紫色变成无色的化学方程式为I25Cl26H2O=2HIO310HClC若用KI和Cl2反应制1 mol KIO3，至少需要56 L Cl2(标准状况)D把KI换成KBr，则CCl4层变为红棕色。继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化，则Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由弱到强的顺序是HBrO3Cl2HIO3，且由“把KI换成KBr，颜色没有变化”，可知氧化性HBrO3Cl2，D项错误。5下列叙述中正确的是()A液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封B能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在ID某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag解析：选A。A项，液溴易挥发，存放液溴的试剂瓶中应用水封，A正确。B项，淀粉KI试纸变蓝，说明有I2生成，将I氧化成单质I2需加氧化剂，Cl2、H2O2、Br2均可，B错误。C项，加入CCl4，CCl4层显紫色，说明原溶液中有I2而不是有I，C错误。D项，某溶液加入BaCl2，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，该溶液可能含SO：Ba2SO=BaSO4，可能含Ag：AgCl=AgCl，D错误。6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()A除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2等杂质，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项中的加入顺序会导致过量的Ba2无法除去，A错误；单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的，B正确；流程图中的第步中溴元素被还原，C错误；蒸馏法会消耗大量的能源，不是最具有发展前景的方法，D错误。7将Cl2通入NaBr和NaI的混合液中，待反应充分后将所得溶液加热蒸干并灼烧，最后将得到的固体冷却、称量。称量所得固体的质量与通入Cl2的体积关系如图所示。则原混合液中NaI的物质的量为()A0.5 molB0.4 molC0.3 mol D0.25 mol解析：选D。含NaBr和NaI的溶液中，通入Cl2，先发生Cl22NaI=I22NaCl，后发生Cl22NaBr=2NaClBr2，充分反应后将所得溶液蒸干、灼烧，得到NaCl固体，由图可知29.25 g固体为NaCl的质量。根据氯元素守恒，则n(Cl2)n(NaCl)0.25 mol。根据图示：02.5V(即00.125 mol Cl2)段发生的反应为2NaICl2=2NaClI2，故n(NaI)0.25 mol。8某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察 Mg(OH)2沉淀的生成C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析：选B。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及时搅拌，A错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必须在HCl气氛中加热才能得到无水MgCl2固体，D错误。二、非选择题9海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下：(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳，它的作用是_，贝壳经历的有关变化的化学方程式是_。(2)写出由MgCl2得到金属镁的反应方程式：_。(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？(写出实验步骤)_。(4)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在_。(5)实验室中将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下用到玻璃棒的目的。溶解时：_；过滤时：_；蒸发时：_。解析：在海水提镁的生产中，利用海边的贝壳制造石灰乳，以降低运输成本，将电解生成的氯气与氢气化合制备盐酸，再将盐酸与氢氧化镁反应制取氯化镁，以实现原料的循环利用，以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。答案：(1)作为原料，用来制碱(或石灰乳)CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(2)MgCl2MgCl2(3)加入MgCl2溶液至过量，过滤，即可除去Ca(OH)2(4)海边(5)搅拌，加速溶解引流，使待过滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外溅搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅10溴主要以Br形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤：一定条件下，将Cl2通入浓缩的海水中，生成Br2；利用热空气将Br2吹出，并用浓Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等；用硫酸酸化步骤得到的混合物。完成下列填空：(1)Cl2氧化Br应在_条件下进行，目的是为了避免_。(2)Br2可用热空气吹出，其原因是_。(3)写出步骤所发生反应的化学方程式：_。用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是_。步骤的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为_。(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中_。a通入HBrb加入Na2CO3溶液c加入NaBr溶液 d加入Na2SO3溶液解析：(1)利用存在Br的海水呈碱性和Cl2、Br2可与碱性物质反应可知为防止Cl2或得到的溴与碱反应，则氯气在氧化Br时应在酸性条件下进行。(2)溴可被热空气吹出，是因为溴的沸点低，易挥发。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中，加入H2SO4，Br与BrO发生价态归中反应生成Br2，结合得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式；酸化时不用盐酸是防止在酸性条件下，BrO将Cl氧化为Cl2混入溴中；因溴具有强氧化性，易腐蚀其他物质，所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到运送到目的地再酸化。(4)根据给出的试剂，HBr和NaBr溶液均可除去Cl2，但HBr和Cl2反应生成的HCl不易被除去；而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均会和Br2反应。答案：(1)酸性Cl2歧化(或Br2歧化)(2)Br2易挥发(或Br2沸点低)(3)3H2SO45NaBrNaBrO3=3Na2SO43Br23H2O酸性条件下BrO能将氯离子氧化为氯气溴具有强氧化性(或强腐蚀性)(4)c11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：5SO2IO2H= I25SOH2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I、IO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)I2单质被SO还原为I，SO被氧化为SO，离子方程式为SOI2H2O=2ISO2H；将I2还原为I的目的是使溶于CCl4中的碘进入水层。(2)CCl4不溶于水，因此可以通过分液的方法使其与水分离。(3)温度较低时Cl2的溶解度大，同时减少I2的升华；在锥形瓶里面放入NaOH溶液吸收尾气。(4)要证明I的存在，可以利用Fe3将I氧化为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生；要证明IO的存在，可以利用SO的还原性，将其还原为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生。答案：(1)SOI2H2O=2ISO2H使溶于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12 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12 mL淀粉溶液，加稀盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IO；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO12如下图所示，根据实验室制取氯气的原理和性质，回答下列问题：(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式：_。装置甲中的仪器使用前需要检漏的有_(写名称)。(2)利用装置丙制取饱和氯水并测其pH。证明氯水已饱和的现象是_。测定饱和氯水的pH方法是_。若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连。这样做对实验测定结果的影响是_。(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：i在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL 饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色退去；ii.过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；iii.为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：_(用有关的方程式结合文字回答)。试根据所学知识推测，在ii的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为_(写化学式)。写出步骤iii中第一份滤液发生反应的离子方程式：_。解析：(1)在装置甲中MnO2与浓盐酸混合加热发生反应，制取氯气，反应的化学方程式是MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O；装置甲中的仪器使用前需要检漏的为分液漏斗。(2)氯气的水溶液叫氯水，证明氯水已饱和的现象是丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中；由于饱和氯水中含氧化性的HClO，会将pH试纸氧化，因此不能使用pH试纸测定饱和氯水的pH，故测定饱和氯水的pH方法是用pH计直接测定；浓盐酸具有挥发性，在制取的氯气中含有HCl，若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连，HCl溶解在水中使氯水的酸性增强，故导致测得的pH偏小。(3)在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因是饱和氯水中存在平衡：Cl2H2OHClHClO，加入CaCO3后，由于酸性HClH2CO3HClO，所以会发生化学反应：2HClCaCO3=CaCl2CO2H2O，由于c(H)减小，根据平衡移动原理，减小生成物的浓度，化学平衡正向移动，使HClO的浓度增大；将ii的滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强，说明该滤液中除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO；将滤液的第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，说明产生了CaCO3沉淀，反应的离子方程式是Ca2HCOOH=CaCO3H2O。答案：(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O分液漏斗(2)丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中用pH计直接测定由于氯化氢未除尽会导致制得的氯水酸性增强，测得的pH偏小(3)由于饱和氯水中存在平衡：Cl2H2OHClHClO，加入CaCO3后，2HClCaCO3 =CaCl2CO2H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大CaCl2、Ca(HCO3)2、HClOCa2HCOOH=CaCO3H2O