内容正文:
跟踪练(15) 卤素的性质及提取
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列制取Cl2、用Cl2氧化含I-废液、回收并提纯I2的装置能达到实验目的的是( )
D 解析:实验室利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,不能用稀盐酸,A错误;Cl2通入含I-废液中氧化I-生成I2,通入Cl2的导管应长进短出,B错误;从含I2浊液中提取碘,要加入CCl4等有机溶剂萃取,再通过蒸馏法进行分离,不能采用过滤的方法,C错误;I2易升华,故常采用升华法提纯碘,D正确。
2.根据卤族元素的性质和规律,下列说法不正确的是( )
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.碘化钾淀粉溶液在空气中变蓝:4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
A 解析:元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关,可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较,A错误;I2在KI溶液中存在平衡I2+I-I,可使其溶解度增大,D正确。
3.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.装置G中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
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-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O,D正确。
4.根据如图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生两种单质
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br-需消耗2.24 L Cl2
D.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需要解决其对设备的腐蚀问题
D 解析:过程①除过滤外,还需除去杂质离子,涉及多个化学反应,A错误;MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体,因此应在HCl气流中加热,B错误;未注明Cl2所处的温度和压强,C错误;Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,生成两种强酸,会腐蚀设备,D正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
5.(2024·湖南娄底质检)碘酸钙[Ca(IO3)2]是一种新型食品添加剂。一种制备流程如下:
已知:HIO3易溶于水,不溶于有机溶剂;Ca(IO3)2不溶于乙醇,在水中溶解度随温度升高而增大。
下列叙述错误的是( )
A.“氧化”中生成0.4 mol HIO3至少需要71 g Cl2
B.完成“操作X”需要分液漏斗、烧杯、铁架台
C.“冰水浴”的作用是提高Ca(IO3)3产率
D.用淀粉碘化钾试纸可检验“合成”母液中的Ca(IO3)2
D 解析:“氧化”中发生的反应为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl,如果没有副反应且反应物不损失,生成0.4 mol HIO3至少需要1 mol Cl2,即1 mol×71 g/mol=71 g Cl2,A正确;HIO3不溶于四氯化碳,液体分层,操作X为分液,需要分液漏斗、烧杯和铁架台,B正确;“冰水浴”降低溶液温度,减小碘酸钙的溶解度,尽可能多析出碘酸钙晶体,提高产率,C正确;KI和Ca(IO3)2在碱性溶液中不反应,在酸性条件下发生反应:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,故需在酸性条件下用淀粉碘化钾试纸检验母液中的碘酸钙,D错误。
6.溴、碘主要存在于海水中,有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中,我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。实验室提取碘的途径如下所示:
干海带海带灰水溶液―→碘单质
下列叙述错误的是( )
A.实验室在烧杯中焙烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.在含I-的水溶液中加入稀硫酸和过氧化氢后,碘元素发生氧化反应
C.操作a是萃取,操作b是分液,操作a和b均在分液漏斗中进行
D.在含I-的水溶液加入氧化剂后滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明I-完全被氧化
AD 解析:固体灼烧应在坩埚中进行,并且用玻璃棒搅拌,不能在烧杯中进行,A错误;含I-的滤液中加入稀硫酸和过氧化氢后,碘元素发生氧化反应,B正确;碘单质在四氯化碳中溶解度大于水,操作a是萃取,操作b是分液,操作a和b均在分液漏斗中进行,最后再蒸馏分出碘,C正确;在含I-的水溶液加入氧化剂后滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明I-被氧化,有碘单质生成,但不一定完全被氧化,D错误。
7.(2024·山东济南统考)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检查)。下列说法错误的是( )
A.m的作用是平衡气压,便于液体顺利流下
B.装置中NaOH溶液的作用是吸收尾气,防止污染空气
C.装置B中溶液变黄说明氧化性Cl2>Br2,装置E中溶液变蓝说明氧化性Br2>I2
D.当检验氧化性Br2>I2时,需要采用控制变量的思想
C 解析:打开K1,关闭K2、K3,打开活塞a,浓盐酸在装置A中与KMnO4反应生成Cl2,进入装置E中与KI反应,溶液变蓝,可验证Cl2与I2的氧化性强弱;关闭K1,打开K2、K3,氯气进入装置B和装置C中,与NaBr反应,当装置B和装置C中的溶液都变为黄色时,证明装置B和装置C中均有少量氯气进入,关闭K3,继续向装置B中通入Cl2,当装置B中溶液由黄色变为棕红色时,证明NaBr已被反应完全,可验证氯气和溴的氧化性强弱;关闭活塞a,停止产生氯气,打开活塞b,使装置C中反应生成的溴进入装置D中,验证溴和碘的氧化性强弱,m仪器为恒压滴液漏斗,可平衡气压,便于液体顺利流下,A正确;装置E和装置B上方浸有氢氧化钠溶液的棉花可吸收多余尾气,防止污染环境,B正确;单从装置E中现象:溶液变蓝,不能说明氧化性:Br2>I2,需要关闭活塞a,不再产生氯气后,再打开活塞b,使装置C中反应生成的Br2进入装置D中,才能验证Br2的氧化性强于I2,C错误;结合分析可知,验证氧化性Br2>I2时,需要采用控制单一变量的思想,排除氯气的干扰,D正确。
三、非选择题
8.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,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)检查装置A气密性的方法为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为____________(装置可重复使用),装置A中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)装置C的作用是________________________________________________。
(4)装置E中的物质反应时需放在水中,控制温度大约40 ℃,其目的是_________。
(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____________________。
(6)在装置A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________________________。
(7)ICl和水反应的化学方程式为____________________________________________。
答案:(1)从装置A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,若导管口有气泡冒出,手放开烧瓶后,有一段水柱倒吸入导管,且保持一段时间不变,说明装置A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
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,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;装置A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,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)在装置A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。
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