内容正文:
专题07 溴和碘的提取
题型1 卤素单质的性质递变性
题型2 溴与碘的提取
题型3 卤素离子的检验
▉题型1 卤素单质的性质递变性
卤族元素(用X表示)均是成盐元素。下列关于卤族元素的说法正确的是
A.砹()单质的分子式为,是白色固体
B.均是强酸
C.与溶液反应的离子方程式可能为
D.向、混合溶液中加入少量氯水及淀粉溶液,溶液变黄色
【变式1-1】现用一个微型实验探究氯气的部分性质并验证氯溴碘单质的活泼性。
提示信息:高锰酸钾和浓盐酸常温反应可产生氯气。
实验步骤:按下图,在培养皿内四周放有a、b、c、d浸有相关溶液的试纸,中间放有适量高锰酸钾晶体,然后向晶体表面滴加适量浓盐酸,立即用另一略大的培养皿倒扣于上方。一段时间后观察现象。
(1)a试纸现象为 ,则证明单质活泼性顺序 。 b试纸现象为 ,对应的离子反应方程式为 。
(2)仅a、b两试纸的现象并不能完全探究出氯、溴、碘单质三者的活泼性顺序,请你选用以下试剂补充一个实验完成探究,试写出实验步骤、现象及结论(可选用试剂:氯水、溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液、淀粉溶液、CCl4) 。
(3)c试纸的颜色变化依次为蓝色→红色→白色。
①导致试纸变红的微粒为 (选填对应的选项编号,同下),②导致试纸变白的微粒为 。
A.H+ B.Cl- C.HClO D.Cl2
(4)化学实验离不开逻辑推理。已知还原性I—>Br—>Cl—,现将一定量氯气通入NaBr、KI混合溶液中,充分反应后将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成不可能是___________。
A.NaCl B.NaCl、NaBr C.NaCl 、NaBr、KI D.NaCl、KI
【变式1-2】溴及其化合物广泛用于医药、塑料阻燃剂等产品。溴元素主要以形式存在于海水中,利用空气吹出法从浓缩海水中提取溴的流程如图。
已知:①海水呈弱碱性②溴单质的沸点为
回答下列问题:
(1)浓缩海水通入前需进行酸化,主要目的是 。
(2)探究“氧化”适宜的条件。图甲为不同氯元素与海水中溴元素物质的量之比和不同条件下海水中被氧化的的百分含量的变化图像。根据图甲判断“氧化”适宜的条件为 。
(3)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为 。
(4)吸收后的空气进行循环利用,“吹出塔”中吹出率与“吸收塔”中流量的关系如图乙所示。由图乙可知,流量增大,吹出率反而下降,原因是 。
(5)“蒸馏塔”中温度应控制在 (填标号)。
A. B. C.以上
(6)“循环利用物质”为、 (填化学式)。
(7)经该方法处理的海水,最终得到,若溴的总提取率为,则原海水中的浓度为 。
▉题型2 溴与碘的提取
溴是国民经济生产所需的重要基础原料。某化学兴趣小组用模拟海水(含有Na+、Mg2+、Cl-、Br-和H2O)提溴的流程如图所示,已知SO2能与溴水发生反应:。下列说法错误的是
A.反应①②③中均有电子的转移
B.空气吹出时利用了溴易挥发的性质
C.反应①中的氧化剂可以选择碘水
D.若反应①③中的氧化剂均为氯气,最终要获得80gBr2,理论上至少需要消耗71gCl2
【变式1-1】空气吹出法是目前“海水提溴”最成熟的工业方法,其步骤如下:
下列说法不正确的是
A.在海水提溴的过程中,步骤③、④的主要目的是实现溴的“富集”
B.根据上述流程可判断氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>SO2
C.步骤②中用空气和水蒸气吹出Br2,利用了溴的挥发性
D.步骤③中用SO2水溶液吸收Br2的原理:Br2+SO2+2H2O=2H+++2HBr
【变式1-2】海洋资源十分丰富,某研究性学习小组设计的从海带中提取碘单质的流程图如下:
下列说法错误的是
A.步骤④的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
B.步骤⑤提取碘的有机溶剂可以改为乙醇或苯
C.检验含碘溶液中I2的方法是向溶液中滴加几滴淀粉溶液,看溶液是否变为蓝色
D.步骤⑥从I2的CCl4溶液中分离出I2的方法是减压蒸馏
【变式1-3】碘及其化合物在医药中间体的合成中应用广泛.下图为I2的一种制备方法:
已知:氧化性,下列说法错误的是
A.加入AgNO3的目的是富集海水中的碘元素
B.加入Fe粉进行转化的反应中,氧化剂与还原剂之比为
C.通入Cl2越多,I2的产率越大
D.通入Cl2的过程中,若时,产物中
▉题型3 卤素离子的检验
原子团SCN化合价为-1价,在很多方面跟卤素原子相似,称为“拟卤素”。拟卤素离子与卤素离子还原性强弱顺序为。下列反应错误的是
A.
B.
C.
D.
【变式1-1】在甲、乙、丙三种溶液中各含一种卤素离子,往甲中加淀粉和氯水,则溶液变蓝色,再往丙中加淀粉和氯水,无明显现象。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.I-、Cl-、Br- C.I-、Br-、Cl- D.Br-、Cl-、I-
【变式1-2】原子团SCN化合价为-1价,在很多方面跟卤素原子相似,因此称为“拟卤素”。拟卤素离子与卤离子还原性强弱顺序为Cl-<Br-<SCN-<I-,又知氧化性I2>S,下列反应不正确的是
A.(SCN)2+2Br-=Br2+2SCN-
B.(SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S↓
C.4H++2SCN-+MnO2Mn2++(SCN)2↑+2H2O
D.(SCN)2+2I-=2SCN-+I2
【变式1-3】下列关于溶液中某些常见离子检验的说法正确的是
A.加入稀盐酸,有无色气体产生,证明一定含
B.进行焰色试验时,观察到黄色火焰,证明一定含Na+
C.加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
D.加入NaOH溶液,有白色沉淀产生,证明一定含Fe2+
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专题07 溴和碘的提取
题型1 卤素单质的性质递变性
题型2 溴与碘的提取
题型3 卤素离子的检验
▉题型1 卤素单质的性质递变性
卤族元素(用X表示)均是成盐元素。下列关于卤族元素的说法正确的是
A.砹()单质的分子式为,是白色固体
B.均是强酸
C.与溶液反应的离子方程式可能为
D.向、混合溶液中加入少量氯水及淀粉溶液,溶液变黄色
【答案】C
【解析】A.卤族元素单质从上到下颜色越来越深,故砹()单质的分子式为,不是白色固体,A错误;
B.HF是弱酸,则HX不一定是强酸,B错误;
C.与溶液反应可生成溴化钠和次溴酸钠,其离子方程式可能为,C正确;
D.向、混合溶液中加入少量氯水及淀粉溶液,会发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝,故溶液变蓝色,D错误;
故选C。
【变式1-1】现用一个微型实验探究氯气的部分性质并验证氯溴碘单质的活泼性。
提示信息:高锰酸钾和浓盐酸常温反应可产生氯气。
实验步骤:按下图,在培养皿内四周放有a、b、c、d浸有相关溶液的试纸,中间放有适量高锰酸钾晶体,然后向晶体表面滴加适量浓盐酸,立即用另一略大的培养皿倒扣于上方。一段时间后观察现象。
(1)a试纸现象为 ,则证明单质活泼性顺序 。 b试纸现象为 ,对应的离子反应方程式为 。
(2)仅a、b两试纸的现象并不能完全探究出氯、溴、碘单质三者的活泼性顺序,请你选用以下试剂补充一个实验完成探究,试写出实验步骤、现象及结论(可选用试剂:氯水、溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液、淀粉溶液、CCl4) 。
(3)c试纸的颜色变化依次为蓝色→红色→白色。
①导致试纸变红的微粒为 (选填对应的选项编号,同下),②导致试纸变白的微粒为 。
A.H+ B.Cl- C.HClO D.Cl2
(4)化学实验离不开逻辑推理。已知还原性I—>Br—>Cl—,现将一定量氯气通入NaBr、KI混合溶液中,充分反应后将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成不可能是___________。
A.NaCl B.NaCl、NaBr C.NaCl 、NaBr、KI D.NaCl、KI
【答案】(1) 变蓝 Cl2 >I2 变深红棕色 Cl2 +2Br-=2Cl-+Br2
(2)取KI溶液少量,滴加少量溴水,振荡后滴入几滴淀粉溶,若溶液变蓝,则证明Br 2 >I2
(3) A C
(4)D
【分析】高锰酸钾晶体与浓盐酸反应生成Cl2, a中的KI与Cl2发生氧化还原反应生成I2,Cl2 +2KI=2KCl+I2,碘遇淀粉变蓝,故a变蓝色,b中的KBr与Cl2发生氧化还原反应生成Br2,Cl2 +2KBr=2KCl+Br2,故b变深红棕色,Cl2与H2O反应:Cl2+H2OHCl+HClO,酸性溶液使湿润的蓝色石蕊试纸变红,生成的HClO有强氧化性,可以漂白石蕊试纸,故c先变红后褪色, Cl2可与NaOH等强碱反应,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,使氢氧根浓度下降,则d中可褪色;
【解析】(1)据分析,发生Cl2 +2KI=2KCl+I2,a试纸现象为变蓝,氧化剂的氧化性大于氧化产物,Cl2 是氧化剂,I2是氧化产物,则证明单质活泼性顺序Cl2 >I2。 b试纸现象为变深红棕色,对应的离子反应方程式为Cl2 +2Br-=2Cl-+Br2。
(2)根据a试纸现象可证明单质活泼性顺序Cl2 >I2,根据b试纸现象可证明单质活泼性顺序Cl2 >Br2。仅a、b两试纸的现象并不能完全探究出氯、溴、碘单质三者的活泼性顺序,需补充一个实验完成探究,即证明Br 2 >I2,可选择溴水和KI溶液反应:Br2+2KI=2KBr+I2,由于溴单质、碘单质均易溶于CCl4,为防止干扰可用淀粉溶液检验碘单质的生成,则实验步骤、现象及结论为:取KI溶液少量,滴加少量溴水,振荡后滴入几滴淀粉溶,若溶液变蓝,则证明Br 2 >I2。
(3)c试纸的颜色变化依次为蓝色→红色→白色。
①据分析,导致试纸变红的微粒为H+,则选A。
②氯气没有漂白性,次氯酸有漂白性,导致试纸变白的微粒为HClO,则选C。
(4)化学实验离不开逻辑推理。已知还原性I—>Br—>Cl—,现将一定量氯气通入NaBr、KI混合溶液中,还原性强的优先和氯气反应,则I—首先反应,消耗完后氯气再与Br—反应,置换出的碘单质容易升华,溴单质易挥发:
A. 氯气充足,NaBr、KI均消耗完毕,灼烧后只有NaCl;
B. 氯气使KI消耗完毕,NaBr消耗部分,灼烧后有NaCl、NaBr;
C. 氯气少量, KI消耗部分,NaBr未反应,灼烧后有NaCl 、NaBr、KI;
D. 剩余NaCl、KI ,意味着NaBr比KI先消耗,不可能;
则得到固体剩余物质的组成不可能是D。
【变式1-2】溴及其化合物广泛用于医药、塑料阻燃剂等产品。溴元素主要以形式存在于海水中,利用空气吹出法从浓缩海水中提取溴的流程如图。
已知:①海水呈弱碱性②溴单质的沸点为
回答下列问题:
(1)浓缩海水通入前需进行酸化,主要目的是 。
(2)探究“氧化”适宜的条件。图甲为不同氯元素与海水中溴元素物质的量之比和不同条件下海水中被氧化的的百分含量的变化图像。根据图甲判断“氧化”适宜的条件为 。
(3)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为 。
(4)吸收后的空气进行循环利用,“吹出塔”中吹出率与“吸收塔”中流量的关系如图乙所示。由图乙可知,流量增大,吹出率反而下降,原因是 。
(5)“蒸馏塔”中温度应控制在 (填标号)。
A. B. C.以上
(6)“循环利用物质”为、 (填化学式)。
(7)经该方法处理的海水,最终得到,若溴的总提取率为,则原海水中的浓度为 。
【答案】(1)避免与碱性海水反应(或酸性条件下的氧化性增强)
(2)(或)
(3)
(4)过量的随“吸收后的空气”进入“吹出塔”,与反应,使的吹出率下降
(5)B
(6)
(7)0.8
【解析】(1)浓缩海水通入Cl2前需进行酸化,是为了提供酸性环境,避免Cl2与碱性海水反应;
(2)从图中可以看出,在pH=3、=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=3、=1.1;
(3)由分析可知,吸收塔中发生的反应为溴与二氧化硫和水反应生成氢溴酸和硫酸,反应的离子方程式为;
(4)若二氧化硫的量过大,过量的二氧化硫随吸收溴后的空气一同进入吹出步骤,在吹出塔中与溴反应,导致溴吹出率下降;
(5)由常压下,溴单质沸点为58.5℃可知,蒸馏塔中温度应控制在58.5℃以上,但不能高于水的沸点,故选B;
(6)由分析可知,循环利用物质为可以循环使用的盐酸、硫酸混合溶液;
(7)根据最终得到38.4gBr2,,提取率为60%可知,原海水中的溴离子为:,海水的体积为,则溴离子的浓度为。
▉题型2 溴与碘的提取
溴是国民经济生产所需的重要基础原料。某化学兴趣小组用模拟海水(含有Na+、Mg2+、Cl-、Br-和H2O)提溴的流程如图所示,已知SO2能与溴水发生反应:。下列说法错误的是
A.反应①②③中均有电子的转移
B.空气吹出时利用了溴易挥发的性质
C.反应①中的氧化剂可以选择碘水
D.若反应①③中的氧化剂均为氯气,最终要获得80gBr2,理论上至少需要消耗71gCl2
【答案】C
【分析】浓缩海水中加入氯气,可将Br-氧化为Br2,用空气从含Br2的海水中将Br2吹出,用二氧化硫吸收,得到吸收液,发生的反应为SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,然后将吸收液氯化,发生的反应为2HBr+Cl2=Br2+2HCl,得到溴水混合物,然后采用蒸馏的方法得到液溴,据此分析;
【解析】A.根据分析,反应①②③中均有电子的转移,A正确;
B.通入空气和水蒸气吹出溴蒸气利用了溴易挥发的性质,B正确;
C.碘的氧化性弱于溴,不能发生置换,C错误;
D.反应①2Br-+ Cl2= 2Cl-+Br2,反应③2HBr+Cl2=Br2+2HCl,氧化剂均为氯气,1个Br2需要2个Cl2,最终要获得80gBr2(0.5mol),理论上至少需要消耗71gCl2(1mol),D正确;
故选C。
【变式1-1】空气吹出法是目前“海水提溴”最成熟的工业方法,其步骤如下:
下列说法不正确的是
A.在海水提溴的过程中,步骤③、④的主要目的是实现溴的“富集”
B.根据上述流程可判断氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>SO2
C.步骤②中用空气和水蒸气吹出Br2,利用了溴的挥发性
D.步骤③中用SO2水溶液吸收Br2的原理:Br2+SO2+2H2O=2H+++2HBr
【答案】D
【解析】A.在海水提溴的过程中,利用二氧化硫吸收含溴空气,用氯气氧化含溴离子混合液,均是为了实现溴的富集,A项正确;
B.根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可判断氧化性顺序:Cl2>Br2>SO2,B项正确;
C.Br2沸点低,故步骤②中用空气和水蒸气吹出Br2,利用了溴的挥发性,C项正确;
D.HBr为强酸可拆,故步骤③中用SO2水溶液吸收Br2的原理为Br2+SO2+2H2O=4H+++2Br-,D项错误;
答案选D。
【变式1-2】海洋资源十分丰富,某研究性学习小组设计的从海带中提取碘单质的流程图如下:
下列说法错误的是
A.步骤④的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
B.步骤⑤提取碘的有机溶剂可以改为乙醇或苯
C.检验含碘溶液中I2的方法是向溶液中滴加几滴淀粉溶液,看溶液是否变为蓝色
D.步骤⑥从I2的CCl4溶液中分离出I2的方法是减压蒸馏
【答案】B
【解析】A.步骤④H2O2作氧化剂将I-氧化为I2,离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,故A正确;
B.乙醇与水互溶,不能选择乙醇作有机萃取剂,故B错误;
C.I2能使淀粉变蓝,检验含碘溶液中I2的方法是向溶液中滴加几滴淀粉溶液,故C正确;
D.利用I2与CCl4的沸点不同,从I2的CCl4溶液中分离出I2的方法是减压蒸馏,故D正确;
选B。
【变式1-3】碘及其化合物在医药中间体的合成中应用广泛.下图为I2的一种制备方法:
已知:氧化性,下列说法错误的是
A.加入AgNO3的目的是富集海水中的碘元素
B.加入Fe粉进行转化的反应中,氧化剂与还原剂之比为
C.通入Cl2越多,I2的产率越大
D.通入Cl2的过程中,若时,产物中
【答案】BC
【解析】A.由分析可知,加入AgNO3的目的是富集海水中的碘元素,A正确;
B.由分析可知,加入Fe粉进行转化的反应Fe+2AgI=2I-+2Ag+Fe2+中,氧化剂与还原剂之比为2:1,B错误;
C.Cl2的氧化性大于,通入Cl2过多能将部分I2氧化为,故通入Cl2越多,I2的产率不一定就越大,C错误;
D.由题干信息氧化性可知,通入Cl2的过程中,I-先被氧化,根据反应:2I-+Cl2=I2+2Cl-,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,若时,每有1molCl2与I-反应,只有0.2molCl2与Fe2+反应,根据上述反应可知,产物中,D正确;
故答案为:BC。
▉题型3 卤素离子的检验
原子团SCN化合价为-1价,在很多方面跟卤素原子相似,称为“拟卤素”。拟卤素离子与卤素离子还原性强弱顺序为。下列反应错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.反应中Br-为还原剂,SCN-为还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,即Br->SCN-与题干信息不一致,该反应错误,A符合题意;
B.由Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O可知,该反应正确,B不合题意;
C.已知MnO2与浓盐酸可制取Cl2,即MnO2的氧化性强于Cl2,结合还原性SCN->Cl-可知,反应正确,C不合题意;
D.反应中I-为还原剂,SCN-为还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,即I->SCN-与题干信息一致,该反应正确,D不合题意;
故答案为:A。
【变式1-1】在甲、乙、丙三种溶液中各含一种卤素离子,往甲中加淀粉和氯水,则溶液变蓝色,再往丙中加淀粉和氯水,无明显现象。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.I-、Cl-、Br- C.I-、Br-、Cl- D.Br-、Cl-、I-
【答案】C
【解析】氧化性:Cl2>Br2>I2,Cl2可以把Br-氧化为Br2,Cl2可以把I-氧化为I2,I2遇变淀粉蓝色,往甲中加淀粉和氯水,则溶液变蓝色,说明甲中含有I-,往丙中加淀粉和氯水,无明显现象,说明丙中含有Cl-,则乙中含有Br-,故答案为:C。
【变式1-2】原子团SCN化合价为-1价,在很多方面跟卤素原子相似,因此称为“拟卤素”。拟卤素离子与卤离子还原性强弱顺序为Cl-<Br-<SCN-<I-,又知氧化性I2>S,下列反应不正确的是
A.(SCN)2+2Br-=Br2+2SCN-
B.(SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S↓
C.4H++2SCN-+MnO2Mn2++(SCN)2↑+2H2O
D.(SCN)2+2I-=2SCN-+I2
【答案】A
【解析】依据拟卤素离子与卤离子还原性强弱顺序为Cl-<Br-<SCN-<I-,又知氧化性I2>S,可知:氧化性强弱顺序为:Cl2>Br2>(SCN)2>I2>S,
A.若(SCN)2+2Br-=Br2+2SCN-能够发生则氧化性,Br2<(SCN)2,与题干不符合,故A错误;
B.氧化性:(SCN)2>S,依据氧化还原反应强弱规律可知:SCN)2+H2S=2H++2SCN-+S↓能够发生,故B正确;
C.氧化性:Cl2>(SCN)2,二氧化锰能氧化氯离子生成氯气,则4H++2SCN-+MnO2Mn2++(SCN)2↑+2H2O能够发生,故C正确;
D.氧化性:(SCN)2>I2,依据氧化还原反应强弱规律可知(SCN)2+2I-=2SCN-+I2能够发生,故D正确;
故选A。
【变式1-3】下列关于溶液中某些常见离子检验的说法正确的是
A.加入稀盐酸,有无色气体产生,证明一定含
B.进行焰色试验时,观察到黄色火焰,证明一定含Na+
C.加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,证明一定含
D.加入NaOH溶液,有白色沉淀产生,证明一定含Fe2+
【答案】B
【解析】A.某溶液中滴入稀盐酸,生成无色气体,该气体可能是二氧化碳、二氧化硫等,原溶液中可能含有、、、等,不一定有,故A错误;
B.钠的焰色为黄色,进行焰色试验时,观察到黄色火焰,证明一定含Na+,故B正确;
C.向某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,白色沉淀可能是硫酸钡、碳酸钡、氯化银,所以不能说明一定含有,故C错误;
D.加入NaOH溶液,有白色沉淀产生,可能是Mg(OH)2等沉淀,不能证明一定含Fe2+,故D错误;
故选B。
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