内容正文:
3.3.1粗盐提纯 从海水中提取溴
梯度分层
基础巩固:课堂衔接,回归教材,夯实根本
根基训练:轻松练习,关注重点,梳理难点
拔高提升:深度演练,能力提升,高阶练习
基础巩固
1
1.粗盐提纯
粗盐中含有一些可溶性杂质( 、 、 )和难溶性杂质,后者可通过溶解、 除去。
除杂路线
a. .
b. .
c. .
2.从海水中提取溴
世界上99%的溴都蕴藏于 中,将氯气通入提取食盐后的母液: (离子方程式),可以将溴离子转化为溴单质。
液溴易挥发,可以通过鼓入 ,实现与母液的分离,得到粗溴。
AgBr可用作胶片上的 。
3.依据粗盐提纯的原理,除去氯化钾溶液中的少量氯化镁、硫酸镁等杂质,可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂,按如图步骤操作:
溶液滤液滤液纯净氯化
钾溶液
(1)B的化学式是 ,C的化学式是 。
(2)加入过量A的目的是 。
(3)加入过量B的目的是 。
(4)加热煮沸的目的是 。
(5)操作Ⅰ的名称是 。
4.空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图所示。
(1)用硫酸酸化的目的是什么?
(2)通入热空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,是利用了溴的什么性质?
(3)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”?
(4)写出SO2吸收过程中发生反应的化学方程式。
(5)怎样从溴的四氯化碳溶液中提取溴?
根基训练
2
1.已知粗盐中含有泥沙、等杂质,为除去粗盐中的杂质得到精盐,下列操作顺序正确的是( )
①溶解
②过滤
③蒸发
④加入适量HCl溶液
⑤加入过量溶液
⑥加入过量溶液
⑦加入过量NaOH溶液
A.①⑥⑤⑦②④③ B.①⑦⑥⑤②④③ C.①⑦⑤⑥②④③ D.①⑦⑥⑤④②③
2.卤族元素及其化合物与社会、生活关系密切。下列有关说法不正确的是( )
A.加碘食盐中加入的是碘酸钾
B.常用于杀菌消毒的“84”消毒液的主要成分是液氯
C.可用硝酸银溶液来鉴别纯净水和自来水
D.变色眼镜和照相器材的生产都要用到溴化银
3.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.海水提溴的过程中发生的所有化学反应均为氧化还原反应
B.每提取1 mol溴,理论上消耗氯气44.8 L
C.经过吸收塔后,溴元素得到了富集
D.蒸馏塔中涉及化学变化
4.欲除去粗盐中含有的,下列加入三种除杂试剂顺序方案,不可行的是( )
A. B.
C. D.
阅读材料,完成以下小题
溶解、过滤后的粗盐水中含有的杂质离子主要为,实验室可按如下流程进行精制。
5.滤渣1的主要成分是( )
A. B. C. D.
6.滤液2中的与盐酸反应的离子方程式为( )
A.
B.
C.
D.
7.粗盐溶液中常含有等杂质,实验室利用溶液、盐酸、溶液,按照如图所示流程可除去杂质得到精盐。下列说法不正确的是( )
A.试剂X不能是
B.加入试剂Z前必须过滤
C.操作1用到的主要仪器有玻璃棒、酒精灯、坩埚
D.若粗盐固体为ag,得到的精盐为bg,则a不一定大于b
8.为除去粗盐中的及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,流程如图,下列说法正确的是( )
A.第①步操作A是溶解,第⑦步操作C是过滤
B.第③步作用是除掉
C.第⑥步不可以调至第④步和第⑤步之间
D.第①⑤⑦步操作都用到漏斗
9.从淡化海水中提取溴的流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.X可为或
B.设备Y为蒸馏塔
C.流程中经历2次,转化的目的是:富集溴元素
D.流程中可循环利用的物质为氯气
10.下列有关海水提溴的叙述中,不正确的是( )
A.海水中的溴是以形式存在,利用空气吹出法可获得
B.利用空气吹出法提溴的过程为氯化→吹出→吸收
C.氯化过程发生反应为
D.吸收过程中,先用将还原为HBr,再用氧化HBr得到
拔高提升
3
1.海水晒盐可以得到粗盐。粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,可能含和等可溶性杂质,某同学设计如图实验方案提纯粗盐。对该过程的认识中,不正确的是( )
A.操作Ⅰ中需要进行搅拌,目的是提高氯化钠的溶解度
B.操作Ⅱ和操作Ⅲ顺序不可以互换
C.沉淀b中一定有,可能有
D.操作Ⅳ中加入盐酸的目的是除去过量的和
2.溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下。
已知:①与反应时,转化为和;②为强酸。下列说法不正确的是( )
A.酸化海水通入提取溴的反应为
B.脱氯过程脱除可能消耗
C.用溶液吸收足量蒸气后,所得产物中的含碳粒子主要是
D.酸化后重新得到的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5
3.工业上利用苦卤提取溴的流程如下。其中空气将“吹出”,用和“吸收”后,空气再循环利用。
下列说法不正确的是( )
A.该流程中的反应说明氧化性:
B.“氧化Ⅰ”通入的的量远小于“氧化Ⅱ”
C.“吸收”时通入过量会使“吹出”时吹出率减小
D.“氧化Ⅱ”所得混合物通过分液可获得液溴
4.海水中溴元素以形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
下列说法不正确的是( )
A.设计步骤Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为:
C.步骤Ⅲ中氧化的微粒是
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏
5.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙,可溶性的以及一些硫酸盐等),粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.操作⑤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯
B.步骤②所加X溶液和步骤④所加Y溶液的顺序可以调换
C.步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和
D.X溶液是过量的氯化钡溶液
6.实验室里需要纯净的氯化钠晶体,但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如图所示的方案:
已知:。
请回答下列问题:
(1)操作②除用溶液外,还可以用_____(填化学式)溶液。
(2)操作②,判断已除尽的方法是____________________。
(3)操作③的目的是__________,发生反应的离子方程式为______________。
(4)滤液中主要存在的离子有__________。
(5)操作④应在_____(填仪器名称)中进行。
7.海水中溴含量约为65,从海水中提取溴的工艺流程如下:
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是______。
(2)步骤Ⅱ通入热空气吹出,利用了溴的______。
A.氧化性
B.还原性
C.挥发性
D.腐蚀性
(3)步骤Ⅱ涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:
8.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如图所示:
(1)写出工业上由食盐制备的离子方程式:__________。
(2)步骤Ⅰ中已获得,步骤Ⅱ中又将转化为和,其目的是__________。
(3)步骤Ⅱ中通入热空气吹出,利用了的______(填标号)。
A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性
(4)步骤Ⅱ中用纯碱溶液吸收,该反应的化学方程式为_______________。
(5)从理论上考虑,下列物质也能吸收的是__________(填标号)。
A. B.NaCl溶液 C.溶液 D.溶液
(6)查阅资料可知,的沸点为58.8 ℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。步骤Ⅲ中对蒸馏烧瓶采取的加热方式是___________,蒸馏温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:__________。
9.工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图所示。
某课外小组在实验室模拟上述过程设计了如图所示装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。
(1)A装置中通入a气体时,发生反应的离子方程式为_________。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通入热空气。通入热空气的目的是_________。
(3)实验过程中,B装置中产生的两种主要阴离子为_________。
(4)C装置的作用是_________。
10.浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的化学资源,海水晒盐后的母液中的浓度较高。
(1)为从粗盐中除去等离子,以制得精盐水。某同学设计如图甲所示实验方案:
①加入稍过量溶液的目的是_______。
②加入过量溶液时产生白色难溶物质,其成分为_______。
③在实验中,欲利用获得的制取纯净的晶体,请补充实验方案:取一定量固体置于烧杯中,_______,得到晶体。(可选用试剂:1溶液、2HCl溶液、冰水)
(2)从母液中提取的流程如图乙所示。回答下列问题:
可能用到的数据如表:
物质
乙苯
密度/()
3.12
1.60
0.87
沸点/℃
58.8
76.8
136.2
①根据信息,操作1所选择的试剂最好为_______。
②从母液中获得的离子方程式为_______。
③操作2的名称为_______。
答案以及解析
1、 基础巩固
1.CaCl2 MgCl2 Na2SO4 过滤 过量BaCl2→过量Na2CO3→过量NaOH适量HCl 过量BaCl2→过量NaOH→过量Na2CO3适量HCl 过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3适量HCl
2.大海(海水) Cl2+2Br-Br2+2Cl- 热空气 感光剂
3.(1)K2CO3 HCl (2)除尽镁离子和硫酸根离子 (3)除尽过量的钡离子 (4)使氯化氢挥发逸出 (5)过滤
4.(1)抑制氯气、溴单质与水的反应 (2)溴的沸点低,易挥发 (3)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,耗时耗能,成本高,“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是Br2的浓缩过程 (4)Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 (5)蒸馏
2、 根基训练
1.答案:C
解析:加入过量NaOH溶液以除去,加过量溶液以除去,加入过量溶液以除去和过量的,故溶液的加入一定在之后,即⑥一定在⑤之后,且一定要将生成的沉淀过滤之后再加盐酸,即④一定在②之后,故选C。
2.答案:B
解析:“84”消毒液的主要成分是NaClO,B项错误。
3.答案:B
解析:海水提溴的过程中,发生的化学反应依次为氯气氧化溴离子生成溴单质,溴单质、二氧化硫、水发生反应生成硫酸和HBr,氯气氧化溴离子生成溴单质,这些反应均为氧化还原反应,A项正确;每提取,理论上消耗,但气体所处的温度和压强不确定,不能计算气体的体积,B项错误;经过吸收塔后,溶液中的浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的浓度,因此溴元素得到了富集,C项正确;蒸馏塔中涉及化学变化,发生反应的离子方程式为,D项正确。
4.答案:D
5.答案:A
解析:粗盐水中杂质离子与溶液中提供的生成难溶于水的沉淀,A正确;
故选A。
6.答案:B
解析:滤液2中的溶质中的碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,碳酸钠、HCl、氯化钠均在水中完全电离,拆成离子形式,反应的本质就是碳酸根离子与氢离子生成二氧化碳和水,B正确;
故选B。
7.答案:C
解析:
A.若试剂X为,只能除去,无法除去和,因此A选项正确。
B.在加入试剂Z之前,需要过滤掉前面生成的沉淀),否则会影响后续反应,因此B选项正确。
C.是从NaCl溶液中得到NaCl固体,即蒸发结晶过程,需要用到玻璃棒和酒精灯,但还需要蒸发皿,因此C选项错误。
D.粗盐经过一系列处理后,虽然去除了杂质,但也可能引入了新的杂质(如过量),且在蒸发过程中可能会有少量损失,因此a不一定大于b,D选项正确。
8.答案:C
解析:A.第①步操作A是溶解,第⑦步操作C是蒸发结晶,A错误;
B.第③步作用是除掉,B错误;
C.若第⑥步调至第④步和第⑤步之间,稀盐酸会溶解碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁等沉淀,又引入杂质离子,因此不能调换顺序,C正确;
D.第①步操作是溶解,用到烧杯和玻璃棒;第⑤步操作为过滤,用到玻璃棒和漏斗、烧杯;第⑦步操作是蒸发结晶,用到蒸发皿和玻璃棒,三步操作都用到玻璃棒,D错误;
故选C。
9.答案:D
解析:A.吸收塔中将转化为,需要还原剂,X可为或,故A正确;B.设备Y中与反应生成,并将蒸出,设备Y为蒸馏塔,故B正确;C.流程中经历2次,转化的目的是:富集溴元素达到减低生产成本,节约能耗的目的,故C正确;D.氯气在吹出塔和设备Y中均是反应物,在流程中不能循环利用,故D错误;故选:D。
10.答案:A
解析:A.海水中的溴是以形式存在,故A错误;
B.从海水提溴,因为海水中的溴是以形式存在,所以提取溴时,在海水中通入氯气,置换出溴,再用空气吹出,再吸收,故B正确;
C.氯化过程就是在海水中通入氯气,将海水中的溴离子转换成溴单质,反应为,故C正确;
D.根据海水提溴的工艺在吸收过程中,用将还原为HBr,再用氧化得到,以达到充分吸收和提纯的目的,故D正确;故答案选A。
3、 拔高提升
1.答案:A
解析:搅拌可以加速溶解,但不能提高溶解度,溶解度的大小受温度影响,A错误;由于加入的碳酸钠溶液还需要除去引入的钡离子,所以碳酸钠溶液一定要加在氯化钡溶液之后,则操作Ⅱ和操作Ⅲ顺序不可以互换,B正确;无法确定粗盐中是否含有氯化钙,但前序步骤加入了氯化钡溶液,所以沉淀b中一定有,可能有,C正确;加入的NaOH、溶液均过量,NaOH可以和盐酸反应生成NaCl和水,碳酸钠与盐酸反应生成NaCl、水和二氧化碳,所以可以加入盐酸将其除去,D正确。
2.答案:C
解析:酸化海水通入,将溴离子氧化为溴单质,发生反应:,A正确;脱氯过程中可能发生反应:,此时脱除1 mol氯气消耗,B正确;溶液吸收足量蒸气,反应生成和,则所得产物中的含碳粒子主要是,C错误;酸化时发生反应:,反应中中Br元素化合价降低作氧化剂,中Br元素化合价升高作还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5,D正确。
3.答案:B
解析:A.根据第一步中通入足量的氯气判断,将溶液中的溴离子转化为溴单质,热空气吹出的物质是溴蒸气,热空气吹出溴单质用、吸收,发生的主要反应为,可知氧化性:,A正确;
B.海水溴离子分散且浓度低,需通入过量氯气以确保充分氧化,导致氯气用量较大,通过空气吹出-吸收等富集步骤,将溴浓缩后再氧化,可显著降低氯气和能源消耗,故“氧化Ⅰ”通入的的量大于“氧化Ⅱ”,B错误;
C.过量会随吸收后的空气进入“吹出塔”与反应,使吹出率减小,C正确;
D.“氧化Ⅱ”所得混合物通过加入有机溶剂(与水不互溶,不与溴反应)进行萃取分液可获得液溴,D正确;
故选B。
4.答案:C
解析:A.步骤Ⅱ是将转化为、,步骤Ⅲ是将、转化为,从而使溶液的浓度由小变大,则设计实验Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素,A正确;
B.步骤Ⅱ中,热空气吹出并用吸收,可生成、等,发生反应的离子方程式为:,B正确;
C.步骤Ⅲ中,、发生归中反应生成,则氧化的微粒是,C不正确;
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,生成硫酸和HBr,再用氯气氧化HBr生成,蒸馏可获得,D正确;
故选C。
5.答案:B
解析:粗盐溶解得到粗盐溶液,向溶液中加入过量的氯化钡溶液,将溶液中的硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液,将溶液中的镁离子转化为氢氧化镁沉淀,向溶液中加入过量的碳酸钠溶液,将溶液中的钙离子和过量的钡离子分别转化为碳酸钙、碳酸钡沉淀,过滤得到含有硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡的沉淀和滤液;向滤液中加入适量盐酸,将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,蒸发、结晶、烘干得到精盐。
A(√)操作⑤为过滤,用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯。
B(×)步骤②所加的过量氯化钡溶液需要用步骤④所加的碳酸钠溶液与其反应形成碳酸钡沉淀,除去多余钡离子,顺序不可换。
C(√)根据分析可知,向滤液中加入适量盐酸,将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去。
D(√)根据分析可知,X溶液是过量的氯化钡溶液。
6.答案:(1)
(2)取上层清液于试管中,向其中加入溶液,若无沉淀产生,则说明已除尽
(3)除去过量的;
(4)
(5)蒸发皿
解析:②根据已知信息,则加热(①)后所得残留物为,溶解后加足量溶液(②)得到沉淀和的混合溶液,再加足量溶液(③)除去过量的,过滤后所得滤液中含有,加足量盐酸除去,得到NaCl和HCl的混合溶液,加热、蒸发结晶(④),HCl挥发,最后得NaCl晶体。
(1)操作②是为了除去,除了用溶液,也可以用溶液。
(2)可用溶液检验是否除尽,其检验方法为取上层清液于试管中,加入溶液,若无沉淀产生,则说明已除尽。
(3)操作③加入溶液,目的是除去操作②加入的过量的,反应的离子方程式为。
(4)过滤后所得滤液中含有NaCl和,主要存在的离子有。
(5)操作④为蒸发结晶,应在蒸发皿中加热进行。
7.答案:(1)富集(或浓缩)溴元素
(2)C
(3)3;3;1;5;3
解析:(1)步骤Ⅰ中已获得的游离态的溴的含量较低,步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴,其目的是富集溴。
(2)溴易挥发,步骤Ⅱ通入热空气吹出,利用了溴的挥发性,故选C。
(3)步骤Ⅱ涉及的反应中Br元素化合价由0价变为-1价、+5价,根据得失电子守恒,再结合原子守恒和电荷守恒得离子方程式。
8.答案:(1)
(2)富集溴元素
(3)C
(4)
(5)C
(6)水浴加热;温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水的含量增加;温度过低,溴不能完全被蒸出,产率低
解析:(2)海水中溴元素的含量较低,步骤Ⅰ中已获得,步骤Ⅱ中又将转化为和,其目的是富集溴元素。
(3)易挥发,步骤Ⅱ中通入热空气吹出,利用了的挥发性。
(4)步骤Ⅱ中用纯碱溶液吸收,与溶液反应生成和,反应的化学方程式为。
(5)和反应微弱且微溶于水,不能充分吸收,A项错误;NaCl与不反应,B项错误;具有还原性,能吸收,C项正确;具有氧化性,不能吸收,D项错误。
(6)的沸点为58.8 ℃,步骤Ⅲ中对蒸馏烧瓶采取的加热方式是水浴加热。
9.答案:(1)
(2)将溴单质从蒸馏烧瓶中吹出
(3)
(4)吸收未反应完的有毒气体,防止污染空气
解析:(1)a气体是氯气,能把溴离子氧化成溴单质,发生反应的离子方程式为。
(3)b气体是能把氧化成,而自身被还原为,所以B装置中产生的两种主要阴离子为。
(4)氢氧化钠溶液能吸收未反应完的有毒气体,防止污染空气。
10.答案:(1)①除去和;②;③边搅拌边加入2HCl溶液至固体完全溶解,再蒸发结晶、过滤,用冰水洗涤、干燥
(2)①乙苯;②;③蒸馏
解析:(1)①由分析可知,加入稍过量溶液的目的是除去和。②加入过量溶液时,与溶液中的和加入的过量反应生成白色难溶物质。③与盐酸反应生成,再将溶液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥可得晶体。
(2)①根据信息,乙苯与溴单质沸点相差大,利于蒸馏分离,则操作1所选择的试剂最好为乙苯。②从母液中获得的离子方程式为。③溴易挥发,得到液溴的最后一步是将与有机溶剂分开,采用蒸馏的方法,操作2的名称为蒸馏。
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