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课时测评16 卤族元素 溴、碘单质的提取
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
选择题1-10题,每小题4分,共40分。
1.下列叙述正确的是( )
A.氯水久置过程中,氯水的氧化性增强,酸性减弱
B.用硝酸酸化的AgNO3溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C.向某溶液中加入CCl4,振荡、静置后,CCl4层显紫红色,证明原溶液中存在I-
D.某浅黄色的溴水,加CCl4振荡、静置后,上层显橙红色
答案:B
2.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.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O
答案:B
解析:E处棉花球变成黄色,说明发生反应Cl2+2Br-2Cl-+Br2,则Cl2的氧化性比Br2强,A正确;在F处,可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2,使淀粉变蓝色,不能说明Br2的氧化性比I2强,B错误;E处棉花球变成黄色,说明生成Br2,则E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,C正确;G为尾气处理装置,Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O,D正确。
3.欲从含Br-的废液中提取溴单质,需经过一系列操作,实验装置及物质的性质如下:
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm-3)
3.12
1.59
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
下列说法正确的是( )
A.可用装置甲氧化废液中的Br-
B.装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度更小
C.用装置丙进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2
D.用装置丁贮存液溴
答案:D
解析:装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的沸点高,便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷的溴,用装置丙进行蒸馏,先收集到的是Br2,故B、C错误;液溴的密度比水大,可以用水液封,故D正确。
4.溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等的生产中。一种利用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下:
浓缩海水酸化海水含溴空气含溴溶液……产品溴
已知:①与Na2CO3反应时,Br2转化为Br和Br-。②HBrO3为强酸。下列说法不正确的是( )
A.酸化海水通入Cl2提取溴的反应:Cl2+2Br-2Cl-+Br2
B.脱氯过程Fe2+和Br-均具有脱氯作用
C.用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气后,所得产物中的含碳粒子主要是HC
D.H2SO4酸化后重新得到Br2的反应:5Br-+Br+6H+3Br2+3H2O
答案:C
解析:酸化海水通入氯气,氯气与溴离子反应生成Br2和Cl-,A正确;脱氯过程中,亚铁离子和溴离子均能与氯气反应,两者均具有脱氯作用,B正确;用碳酸钠溶液吸收足量溴蒸气,发生反应3Br2+3C5Br-++3CO2↑,所得产物中的含碳粒子主要为CO2,C错误;硫酸酸化后,、Br-和氢离子反应生成Br2和水,D正确。
5.海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可通过除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
答案:C
解析:向苦卤中通入Cl2 时发生反应:Cl2+2Br-2Cl-+Br2,是为了提取溴,A正确;可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质,然后向滤液中加入沉淀剂,过滤除去可溶性杂质,最后重结晶可得精盐,B正确;工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂,C错误;由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小,因此利用Br2的挥发性,可先用热空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原为HBr进行富集,D正确。
6.(2025·湖南衡阳模拟预测)利用高分子吸附树脂吸附I2来提取卤水中的碘(以I-形式存在)的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.流程中①~④的目的是富集碘
B.步骤②中Cl2不宜过量太多,以防止Cl2进一步氧化I2
C.步骤④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂
D.步骤⑤发生反应的离子方程式为Cl+6I-+3H2O3I2+Cl-+6OH-
答案:D
解析:经过步骤①到④即通入氯气可氧化碘离子生成碘单质,离子方程式为2I-+Cl22Cl-+I2,高分子吸附树脂吸附碘单质,然后碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成NaI和硫酸钠,反应的离子方程式为I2+S+H2O2I-+S+2H+,所得溶液中碘离子的物质的量浓度增大,则其目的是富集碘,A正确;由于Cl2的氧化性强于I2,故步骤②中Cl2不宜过量太多,以防止Cl2进一步氧化I2,B正确;由A项分析可知,步骤④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂,C正确;由于溶液呈酸性,故步骤⑤的离子方程式为Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O,D错误。
7.(双选)某小组同学为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是( )
A.过程①中加入AgNO3溶液后,溶液的pH变大
B.蓝色褪去可能是因为生成AgI沉淀,使I2和H2O的反应进行完全
C.黄色沉淀为碘化银,滤液1中加入NaCl溶液是为了除去银离子
D.向滤液2中先加入足量氢氧化钠溶液,再加入KI溶液,溶液会立即变蓝
答案:AD
解析:碘水中存在如下平衡:I2+H2O⥫⥬H++I-+HIO,向蓝色溶液中加入硝酸银溶液,碘离子与银离子反应生成碘化银沉淀,使平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,过滤得到碘化银黄色沉淀和含有次碘酸、硝酸的滤液1;向滤液1中加入氯化钠溶液,将溶液中的银离子转化为氯化银沉淀,过滤得到滤液2;向滤液2中加入碘化钾溶液,溶液中的硝酸、次碘酸与碘离子反应生成碘单质使淀粉变蓝色。由分析可知,向碘水溶液中加入硝酸银溶液充分反应后,过滤得到含有次碘酸、硝酸的滤液1,溶液的酸性增强、pH变小,故A错误;由分析可知,向蓝色溶液中加入硝酸银溶液,碘离子与银离子反应生成碘化银沉淀,使I2和水的反应平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,故B正确;由分析可知,加入氯化钠溶液的目的是除去溶液中的银离子,故C正确;由分析可知,滤液2中含有次碘酸和硝酸,加入足量氢氧化钠溶液中和酸得到次碘酸钠和硝酸钠的碱性溶液,碱性条件下,硝酸根离子、次碘酸离子不能与碘离子反应,所以加入碘化钾溶液后,溶液不会变为蓝色,故D错误。
8.(2024·河北模拟预测)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质,实验过程中观察到乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色。
已知:IC(红色)、IC(棕色)、I(无色)。
I+5I-+6H+3I2↓+3H2O。
下列说法错误的是( )
A.丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境
B.甲中现象是先变红色后褪色,微热后又变红色
C.乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成IC和IC的混合物
D.反应结束后,可用淀粉-KI试纸和醋酸检验乙中无色溶液是否含I
答案:B
解析:Cl2能与NaOH溶液反应,生成NaCl、NaClO和水,则丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境,A正确;Cl2通入紫色石蕊溶液中,先与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸使石蕊溶液褪色,且不可逆,则甲中现象是先变红色后褪色,且微热后不会变红色,B错误;IC呈红色、IC呈棕色,则乙中变棕黄色是因为I2 被氧化成IC和IC的混合物,C正确;由题给信息I+5I-+6H+3I2↓+3H2O可知,反应结束后,检验乙中无色溶液是否含I,可用淀粉-KI试纸和醋酸,D正确。
9.(2024·江苏徐州模拟预测)氯、溴、碘及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。氯、溴主要存在于海水中,工业常通过电解NaCl饱和溶液制备Cl2,Cl2可用于制取漂白粉、氯化氢(H-H、Cl-Cl、H-Cl的键能分别为436 kJ·mol-1、243 kJ·mol-1、432 kJ·mol-1)。卤水中Br-可通过Cl2氧化、Na2CO3溶液吸收,BrCl能发生水解反应。锂碘电池可为心脏起搏器供电。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
B.FeCl3溶液具有酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
C.BrCl和IBr中Br所带的电性不同,BrCl和IBr与水反应的产物不同
D.I2易升华,可用于检验淀粉的存在
答案:C
解析:漂白粉在空气中与水、二氧化碳反应生成次氯酸具有漂白性,可用于漂白纸张,与漂白粉不稳定无关,故A不选;FeCl3溶液可用作印刷铜电路板的腐蚀剂,该腐蚀过程的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,与FeCl3溶液的酸性无关,故B不选;在IBr中,I表现为+1价,Br表现为-1价,故与水反应生成HBr、HIO,在BrCl中,Br表现为+1价,Cl表现为-1价,故与水反应生成HCl、HBrO,故C选;I2遇淀粉变蓝,可用于检验淀粉的存在,与其易升华无关,故D不选。
10.(2024·双鸭山一中开学考改编)实验室用有机含碘(主要以I2和I的形式存在)废水制备单质碘的实验流程如下:
已知:碘的熔点为113℃,但固态的碘可以不经过熔化直接升华。下列说法错误的是( )
A.操作①和③中的有机相从分液漏斗下口放出
B.操作②中发生反应的离子方程式为2I+5S+2H+I2↓+5S+H2O
C.操作④中用到的玻璃仪器只需蒸馏烧瓶、直形冷凝管、酒精灯、接引管及锥形瓶
D.操作⑤可用如图所示的水浴装置进行
答案:C
解析:操作①为萃取,将有机含碘废水中的I2转移至有机相中,I留在水相中;操作②中,I在酸性环境中被Na2SO3还原为I2;操作③为萃取,将水相中生成的I2转移至有机相中;操作④为蒸馏,将CCl4蒸出,获得粗碘;操作⑤为升华,获得精碘。CCl4的密度比水大,操作①和③均为萃取操作,其中溶解I2的有机相从分液漏斗下口放出,故A正确;操作②中Na2SO3溶液还原I得到I2,自身被氧化为S,发生反应的离子方程式为2I+5S+2H+I2↓+5S+H2O,故B正确;操作④为蒸馏操作,用到的玻璃仪器包括蒸馏烧瓶、直形冷凝管、酒精灯、接引管、锥形瓶以及温度计,故C错误;固态的碘可以不经过熔化直接升华,不需要经过加热熔化使之汽化的过程,则操作⑤可利用水浴装置进行,故D正确。
11.(20分)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
I2的一种制备方法如图所示:
(1)加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 ,
生成的沉淀与硝酸反应,生成 后可循环使用。
(2)通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为 ;
若反应物用量比=1.5时,氧化产物为 ;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是 。
答案:(1)2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-
AgNO3 (2)FeI2+Cl2I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
解析:(1)由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。(2)通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2I2+FeCl2;若反应物用量比=1.5时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3;当>1.5即Cl2过量,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。
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