内容正文:
[课下巩固精练卷(十六)] 卤族元素和其单质的制取
知识点
题目难易程度
较易
中档
较难
卤素单质的性质
1
2、4、7、8
11、12
卤素离子的检验
3
溴、碘单质的制取
5、6、9、10
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列关于卤素(用X表示)的叙述,错误的是( )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O⇌HXO+HX表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小
C.卤素单质的颜色由F2→I2逐渐变深
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-
解析:选A。卤素单质中,氟气和水发生反应生成HF和O2,不符合X2+H2O⇌HXO+HX,A错误;卤素原子得电子的能力越强,HX的热稳定性越强,卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增加而减小,所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小,B正确;卤素单质的颜色由F2→I2逐渐加深,依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,C正确;卤素单质的氧化性从上到下逐渐减弱,对应离子的还原性从上到下逐渐增强,则X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-,D正确。
2.卤素的应用广泛,常运用于化学工业尤其是有机合成工业上。下列关于卤素单质或其化合物的叙述正确的是( )
A.漂白液中次氯酸钠的电离方程式:NaClO===Na++Cl-+O2-
B.向溴化亚铁溶液中滴入少量氯水的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.在含有KI的溶液中可以大量存在H+、Mg2+、NO、SO
D.加热含1 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2的混合物,产生5.6 L(标准状况)的氯气
解析:选B。次氯酸钠在水溶液中电离形成钠离子和次氯酸根离子NaClO===Na++ClO-,A错误;亚铁离子具有还原性,且还原性大于Br-,氯水中氯气具有氧化性,向溴化亚铁中滴加氯水能发生氧化还原反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,B正确;碘离子具有还原性,硝酸根离子在酸性条件下具有氧化性,故不能共存,C错误;浓盐酸在与二氧化锰反应的过程中会不断变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应,故得到的氯气在标准状况下小于5.6 L,D错误。
3.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是( )
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有浅黄色沉淀生成,则含有Br-
解析:选D。A项,在KI中加入足量新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,错误;B项,Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色,错误;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层因萃取I2而显色,并没有Br2产生,错误。
4.如图是盛放液溴的试剂瓶剖面图,仔细观察发现其分成了明显的气相、溴溶液相和液溴相三相,下列说法错误的是( )
A.气相呈现红棕色,因为其中含有Br2的蒸气
B.溴溶液相显酸性,主要是因为HBr电离出了H+
C.液溴保存时加水形成水封的目的是减少Br2的挥发
D.液溴保存时不可敞口放置,应保存在细口瓶中并塞上橡胶塞
解析:选D。气相为空气和溴蒸气的混合相,因为其中含有Br2的蒸气,所以呈现红棕色,故A正确;溴溶液相中溴与水发生反应生成溴化氢和次溴酸,溴化氢为强酸,次溴酸为弱酸,溶液显酸性,主要是因为HBr电离出了H+,故B正确;因为Br2容易挥发,所以液溴保存时加水形成水封,故C正确;溴具有强氧化性,能氧化橡胶,故D错误。
5.(2023·广东潮州二模)“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.吸收塔中SO2做还原剂
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
解析:选D。由题给流程可知,向浓缩、酸化后的海水中通入氯气,海水中的溴离子与氯气反应生成溴单质,利用水蒸气和热空气吹出溴,吹出的溴在吸收塔中与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,氢溴酸溶液在蒸馏塔中与氯气反应生成溴单质,在水蒸气作用下反应得到的溴蒸气经冷凝、精馏得到溴。在进入吹出塔前,Br-与氯气发生氧化还原反应,Br-被氧化成Br2,A正确;吸收塔中发生的反应为吹出的溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,反应中硫元素的化合价升高被氧化,二氧化硫是反应的还原剂,B正确;经过吸收塔后溶液中的溴离子浓度增大,是溴元素得到富集的过程,C正确;两次通入的水蒸气都未参加反应,D错误。
6.用灼烧法证明海带中含有碘元素,各步骤选用的实验用品不必都用到的是( )
选项
实验步骤
实验用品
A
步骤1:将海带灼烧灰化
B
步骤2:将海带灰溶解、过滤
C
步骤3:氧化滤液中的I-
D
步骤4:检验碘元素
解析:选C。氧化滤液中的I-用不到容量瓶。
7.某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
实验1
实验2
实验3
装置
现象
溶液颜色无明显变化;把蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试管口,产生白烟
溶液变黄;把湿淀粉KI试纸靠近试管口,试纸变蓝
溶液变深紫色;经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析不合理的是( )
A.实验1中,白烟是NH4Cl
B.根据实验1和实验2判断还原性:Br->Cl-
C.根据实验3判断还原性:I->Br-
D.上述实验利用了浓H2SO4的氧化性、难挥发性等性质
解析:选C。实验1,试管口挥发出的氯化氢气体与浓氨水挥发出的氨气反应生成白烟氯化铵,A合理;实验1溶液颜色无明显变化说明浓硫酸不能氧化氯离子,实验2溶液变黄说明浓硫酸能氧化溴离子,所以判断还原性:Br->Cl-,B合理;②中溶液含有浓硫酸和溴单质,加入碘化钠生成碘单质,可能是浓硫酸把碘离子氧化为碘单质,不能得出还原性:I->Br-,C不合理;实验1体现浓硫酸的难挥发性,实验2体现浓硫酸的氧化性,D合理。
8.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
用双氧水滴定淀粉KI溶液
溶液变蓝
达到滴定终点
B
向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振荡,静置
下层呈紫红色
该食用加碘盐中含有KIO3
C
用湿润的淀粉KI试纸鉴别NO2、溴蒸气
试纸变蓝
该气体为溴蒸气
D
最后试管中有浅黄色沉淀
有机化合物中含有溴原子
解析:选B。A项,淀粉KI溶液一般作为指示剂,设计用双氧水滴定淀粉KI溶液无法判定滴定终点,实验不合理,错误;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生成I2,正确;C项,NO2溶于水变为硝酸,硝酸具有强氧化性,也可使淀粉KI试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。
9.(双选)某同学检验海带中是否含有碘元素,进行了如下实验。
步骤Ⅰ:灼烧干海带得到海带灰;
步骤Ⅱ:将海带灰加蒸馏水溶解、过滤,得到海带灰浸取液;
步骤Ⅲ:取少量浸取液于试管中,加入淀粉溶液,溶液未变蓝;再加入10% H2O2溶液(硫酸酸化),溶液变为蓝色;
步骤Ⅳ:将10% H2O2溶液(硫酸酸化)替换为氯水,重复步骤Ⅲ,溶液未变蓝;
步骤Ⅴ:向步骤Ⅳ所得溶液中通入SO2,溶液迅速变为蓝色。
下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中,灼烧干海带的目的是除去有机化合物,获得可溶性碘化物
B.步骤Ⅲ中,反应的离子方程式:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
C.若将步骤Ⅴ中的SO2替换为KI溶液,则不能观察到溶液变为蓝色
D.对比步骤Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ中实验现象,说明该条件下H2O2氧化性比氯水强
解析:选CD。干海带灼烧过程中所含有机质转化为二氧化碳和水,得到可溶性碘化物,A正确;根据步骤Ⅲ中现象可知,10% H2O2将碘离子氧化为碘单质,根据得失电子守恒得反应离子方程式:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O,B正确;由步骤Ⅳ、步骤Ⅴ的现象可知氯水将碘化物氧化为碘酸盐,碘酸盐被二氧化硫还原为碘单质,KI也具有较强还原性,也能将碘酸盐还原为碘单质,C错误;对比步骤Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ中实验现象,可知H2O2只能将碘化物氧化为碘单质,而氯水能将碘化物氧化为碘酸盐,说明氯水的氧化性强于H2O2,D错误。
10.(双选)(2023·山东潍坊联考)从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘的实验过程如图:
下列说法正确的是( )
A.“还原”过程不产生刺激性气味的气体
B.“操作X”用到漏斗、玻璃棒、锥形瓶等玻璃仪器
C.“氧化”过程采用较高温度加快反应速率
D.“富集”的主要目的是增大溶液中I2的浓度
解析:选AD。含碘废液加入亚硫酸钠,亚硫酸根离子具有还原性,和碘单质反应生成碘离子和硫酸根离子,分液将有机层四氯化碳和水层分离,水层加入氯气氧化碘离子生成碘单质,处理得到碘。 “还原”过程产生碘离子和硫酸根离子,不产生刺激性气味的气体,A正确; “操作X”为分液,用到分液漏斗、烧杯等玻璃仪器,B错误; “氧化”过程采用较高温度会使得氯气在溶液中溶解度减小,不利于反应进行,C错误; “富集”的主要目的是增大溶液中I2的浓度,利于碘单质的收集和分离,D正确。
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(11分)某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
提出问题:Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)猜想
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含________(填化学式,下同)所致。(1分)
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含______所致。(1分)
(2)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:a.酚酞溶液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.硫氰化钾溶液
请在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母)(4分)
选用试剂
实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展
①题述实验所发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。(2分)
②向100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2,则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为__________________________。 (3分)
解析:(2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3+即可证明乙同学的观点,利用溴能溶于四氯化碳,使四氯化碳层显红棕色,Fe3+遇SCN-溶液显红色来设计实验。
(3)①通过上述分析可知,溴单质可以氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。②FeBr2中通入Cl2,Cl2先和Fe2+反应,后和Br-反应,假设FeBr2的浓度为x mol·L-1,根据得失电子守恒可知x×0.1+2x×0.1×=0.2,则x=1.2。
答案:(1)①Br2 ②Fe3+
(2)
选用试剂
实验现象
方案1
b
CCl4层呈无色
方案2
d
溶液变红
(3)①2Fe2++Br2===2Fe3++2Br- ②1.2 mol·L-1
12.(19分)ICl(氯化碘)是红棕色液体,熔点为13.9 ℃,沸点为97.4 ℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,能溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:
(1)检查A装置气密性的方法为
________________________________________________________________________。(3分)
(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为________(装置可重复使用),A装置中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。(6分)
(3)C装置的作用是___________________________________________________。(1分)
(4)反应时E装置需放在水中,控制温度大约为40 ℃,其目的是
________________________________________________________________________。(2分)
(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:
①检查装置气密性后,装入药品
②打开分液漏斗活塞
③关闭分液漏斗活塞
④停止加热E,充分冷却
⑤水浴加热E
请按正确的顺序填入上述步骤的序号________。(3分)
(6)在A装置后可连接如图所示装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是__________________。(2分)
(7)ICl和水反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。(2分)
解析:(2)利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,氯气中含有氯化氢、水蒸气,因此混合气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,氯气进入装置E中,与碘进行反应,由于ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解,所以还必须连接装置B,最后多余的尾气被碱液吸收,按气流方向装置的连接顺序为ACBEBD;A装置中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(5)装置连接好后,首先检查装置的气密性,确定不漏气后,加入药品,打开分液漏斗活塞,反应开始进行,用水浴法给装置E加热,反应结束后,停止加热E,充分冷却,待温度降到室温后,关闭分液漏斗活塞,正确的实验步骤为①②⑤④③。(6)在A装置后可连接如题图所示的装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置可以用来储存多余的Cl2,避免释放到空气中污染空气。(7)ICl易发生水解,与水反应生成HCl和HIO,反应的化学方程式为ICl+H2O⇌HIO+HCl。
答案:(1)从A装置的导管口连接一个导管伸入水中,关闭分液漏斗活塞,手握圆底烧瓶,若一段时间后导管口有气泡冒出,且手放开烧瓶后,有一段水柱倒吸入导管,说明A装置气密性良好
(2)ACBEBD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)除去Cl2中混有的HCl (4)减少I2的升华和ICl的挥发
(5)①②⑤④③ (6)储存多余的Cl2 (7)ICl+H2O⇌HIO+HCl
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