内容正文:
第三单元 海洋化学资源的综合利用
题型01 粗盐提纯
题型02 从海水中提取溴
题型03 从海水中提取镁
题型04 镁的性质和用途
题型05 从海带中提取碘
题型06 卤素单质的性质及检验
题型07 卤素离子的检验
题型01 粗盐提纯
1.不溶性杂质的除去。
2.粗盐中可溶性杂质的除去。
杂质
加入的试剂
化学方程式
硫酸盐
BaCl2溶液
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH溶液
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
3.流程
【典例1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)离子反应广泛用于化学研究、工业生产、物质检验、环境保护等方面
I.通过海水晒盐可得粗盐,粗盐除外,还含有以及泥沙等杂质,如图是制备精盐的实验方案,各步操作流程如图:
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌,作用是 。(填序号)
A.搅拌防止液体飞溅 B.引流 C.搅拌加速溶解
(2)在第④步操作的目的是除去粗盐中的 。
(3)要证明饱和溶液中含,可采用的方法是 。
Ⅱ.实验室中有一瓶无色透明未知溶液,可能大量存在中的几种,请填写下列空白:
(4)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是 。
(5)取少量原溶液,加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中存在的离子是 。
(6)取(5)中的滤液,加入过量的稀氨水,出现白色沉淀,说明原溶液中存在的离子是 有关离子方程式为 。
(7)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的_______。
A.Cl- B. C. D.OH-
【答案】(1)C
(2)除去粗盐中的Ca2+,以及引入的过量的Ba2+
(3)首先加入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,过滤,向滤液中加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀则证明饱和溶液中含,反之,则无
(4)Fe3+
(5)Ag+
(6) Mg2+
(7)B
【分析】粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,加水溶解后,加入过量的BaCl2溶液,沉淀溶液中的,再加入过量的NaOH溶液,沉淀溶液中的Mg2+,再加入过量的Na2CO3溶液,沉淀溶液中的Ca2+,同时沉淀过量的Ba2+,过滤,滤去BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀以及泥沙,向滤液中加入盐酸,除去过量的NaOH和Na2CO3溶液,将得到的溶液进行蒸发浓缩,同时使过量的HCl挥发,然后蒸发、结晶、烘干,从而得到纯净的精盐。
【解析】(1)在溶解粗盐过程中,玻璃棒搅拌溶液能加快粗盐溶解,故答案为:C;
(2)由分析可知,第④步操作加入过量的碳酸钠的目的是除去粗盐中的Ca2+,以及引入的过量的Ba2+;
(3)要证明饱和溶液中含,可以选用硝酸银溶液检验氯离子,但同时也会产生硫酸银干扰氯离子的检验,所以首先需要将硫酸根离子除掉,故方法是首先加入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,过滤,向滤液中加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀则证明饱和溶液中含,反之,则无;
(4)溶液无色,说明有色离子一定不能存在,即溶液中不含 Fe3+;
(5)加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失说明溶液中含有Ag+;
(6)加入过量的稀氨水,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有Mg2+;有关离子方程式为;
(7)根据溶液呈电中性原则,溶液中一定含有阴离子,且能与Ag+、Mg2+共存,为,故选B。
【变式1-1】(22-23高一上·江苏常州·阶段检测)从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图所示。下列有关该流程的说法错误的是
A.过滤时玻璃棒的作用是引流
B.操作①②③依次加入的试剂可以为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液
C.滤液Ⅱ加入适量盐酸后,产生的气体是CO2
D.蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干
【答案】B
【分析】粗盐溶解过滤除去不溶性杂质,滤液加入过量的氢氧化钠可将镁离子除去,加入过量的氯化钡溶液将硫酸根离子沉淀除去,加入过量的碳酸钠溶液将钙离子转化为沉淀除去且能将过量的钡离子转化为碳酸钡除去;后面加入试剂要将前面加入的过量试剂除去,故加入的碳酸钠溶液要放在加入氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,故操作①②③转化碳酸钠必须在氯化钡之后;然后过滤除去沉淀得到滤液Ⅱ加入适量稀盐酸除去氢氧化钠、碳酸钠得到氯化钠溶液,蒸发结晶得到氯化钠晶体;
【解析】A.过滤时玻璃棒的作用是引流,防止液体洒出,A正确;
B.由分析可知,氯化钡在碳酸钠之后,导致过量的氯化钡无法除去,B错误;
C.滤液Ⅱ加入适量盐酸后,盐酸和过量的碳酸钠产生的气体是CO2,C正确;
D.蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,D正确;
故选B。
【变式1-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)工业上用粗盐(含等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图如下(流程Ⅱ的反应为:),下列说法正确的是
A.流程Ⅰ是对粗盐进行提纯,其中试剂2为溶液
B.流程Ⅱ中和的通入顺序可以颠倒
C.流程Ⅲ利用了受热易分解的性质
D.检验所得纯碱中是否有的操作:取少量纯碱样品于小试管中,加蒸馏水充分溶解后,再滴加溶液,观察是否有白色沉淀
【答案】C
【分析】粗盐水中含等杂质,需用氯化钡除去,氢氧化钠除去Mg2+,碳酸钠除去过量的氯化钡和Ca2+,因此实际顺序要确保碳酸钠在氯化钡溶液后,沉淀完全后过滤,滤液中先通溶解度大的氨气使溶液呈碱性后再通入二氧化碳,生成碳酸氢钠晶体后过滤灼烧得到碳酸钠,据此分析解答。
【解析】A.由以上分析可知碳酸钠应在氯化钡后加入,则试剂2应为Na2CO3,故A错误;
B.流程II中,因氨气在溶液中溶解度较大,二氧化碳溶解度较小,先通氨气使溶液呈碱性后再通二氧化碳,这样有利于二氧化碳吸收反应,试剂顺序不能颠倒,故B错误;
C.流程III中利用碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠,故C正确;
D.检验硫酸根前需先加足量稀盐酸排除碳酸根离子干扰,再加氯化钡,故D错误;
答案选C。
【变式1-3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知粗盐中主要有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4,为提纯粗盐设计操作流程如下:
已知:20℃时,Ba(OH)2的溶解度为3.89g/100g水,BaCl2的溶解度为35.7g/100g水。
下列有关说法中,不正确的是
A.除杂试剂①②③都必须过量
B.试剂①、②、③可以是BaCl2、NaOH、Na2CO3
C.从成本和除杂效果考虑,工业生产中可用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液
D.加入盐酸后获得NaCl固体的方法为蒸发结晶
【答案】C
【分析】加入过量氢氧化钠溶液是除去镁离子,加入过量氯化钡溶液是除去硫酸根离子,加入过量碳酸钠溶液目的是除去钙离子和过量钡离子,则加入氢氧化钠和氯化钡溶液的顺序可以调换,但是加入碳酸钠必须在加入氯化钡之后;待杂质转化为沉淀后,过滤,向滤液中加入适量盐酸,除去过量氢氧根离子和碳酸根离子,则操作顺序可以是NaOH 、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3;
【解析】A.为了能完全除去杂质,除杂试剂要过量,A正确;
B.由分析,试剂①、②、③可以是BaCl2、NaOH、Na2CO3,B正确;
C.由已知,Ba(OH)2的溶解度低,添加Ba(OH)2的溶液的体积远远大于需要添加的BaCl2溶液的体积,大大增加了蒸发的能耗,C错误;
D.滤液中加入盐酸,经蒸发结晶,待有大量固体析出时停止加热,利用余热蒸干可得到NaCl固体,D正确;
故选C。
题型02 从海水中提取溴
从海水中提取溴,一般要经历三个步骤,即浓缩、氧化和提取。
(1)浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl。
(2)向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
(3)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
(4)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(5)流程
【典例2】(22-23高一下·江苏苏州·开学考试)海水晒盐后精制得到,向海水晒盐得到的卤水中通可制溴;从海水提取食盐后的母液(含等离子)中提取溴,其流程如下。
下列有关说法不正确的是
A.氧化性:
B.“鼓入热空气”得到粗溴,利用了溴易挥发的性质
C.纯碱溶液吸收的离子反应方程式:
D.控制温度在左右“蒸馏”,既有利于获得溴单质,又可防止水蒸气大量逸出
【答案】C
【解析】A.氯气可以将溴离子氧化成溴单质,所以氧化性:,A正确;
B.“鼓入热空气”得到粗溴,利用了溴易挥发的性质,B正确;
C.纯碱溶液吸收的离子反应方程式:,C错误;
D.控制温度在左右“蒸馏”,既有利于获得溴单质,又可防止水蒸气大量逸出,D正确;
故选C。
【变式2-1】(23-24高一上·江苏常州·阶段检测)空气吹出法工艺,是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的挥发性
B.“吸收塔”内发生反应的化学方程式为
C.工业溴中含少量,可用溶液除去
D.在该流程中,每提取溴,理论上至少消耗氯气(标准状况)
【答案】C
【解析】A.溴单质沸点低,可用热空气吹出,得到含溴的空气,“吹出塔”步骤中利用了溴单质易挥发的性质,故A正确;
B.吸收塔内发生二氧化硫和溴单质反应生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式为,故B正确;
C.氯气和溴均可以和氢氧化钠溶液反应,不能用氢氧化钠溶液除去溴中的少量氯气,故C错误;
D.该制取过程中需要溴的富集,根据反应过程,每提取1mol溴,理论上消耗2mol氯气,标准状况下体积为44.8L,故D正确;
故答案为:C。
【变式2-2】(24-25高一下·江苏无锡·期中)从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是
A.X试剂可用饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:
C.工业上每获得,理论上需要消耗标准状况下
D.步骤Ⅳ为蒸馏
【答案】A
【分析】向淡化海水中通入Cl2,氯气将海水中溴离子氧化为溴单质,由于溴单质易挥发,通入热空气将溴吹出,用X吸收,得到含溴离子的溶液,可知X具有还原性,可为饱和溶液或二氧化硫水溶液等,再通入氯气,发生反应,得到溴的浓溶液,通过蒸馏将溴提取,据此回答。
【解析】A.由分析知,X具有还原性,可为饱和溶液或二氧化硫水溶液等,溶液不具有还原性,A错误;
B.步骤Ⅲ再通入氯气,发生反应,得到溴的浓溶液,B正确;
C.步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用氯气氧化溴离子,故工业上每获得,理论上需要消耗2mol氯气,标准状况下的体积为44.8L,C正确;
D.利用溴的浓溶液中物质沸点的不同,步骤Ⅳ可通过蒸馏将溴提取,D正确;
故选A。
【变式2-3】(24-25高二下·江苏苏州·期末)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”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
【答案】B
【分析】由流程可知,加入Cl2氧化Br-,“氧化I”发生的反应为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,热空气吹出溴单质用SO2、H2O吸收,发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,再Cl2氧化Br-,“氧化Ⅱ”得到高浓度的Br2,分离得到液溴,据此分析;
【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SO2、H2O吸收,发生的主要反应为Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4,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-SO2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Br2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。
题型03 从海水中提取镁
1.海水提镁的工艺流程图
2.由MgCl2·6H2O加热脱水制MgCl2应该在HCl气体氛围中进行;工业上电解熔融的氯化镁制取镁,而不是电解氧化镁制取镁。
因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
【典例3】(23-24高一下·江苏无锡·期中)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,下面是提取镁的流程图:
其中,MgO的熔点为2800℃,的熔点为712℃。
(1)从海水中获取淡水最常用的方法是 。
(2)操作A是 ,试剂a为 (填化学式)。
(3)由无水制取金属镁的化学方程式为 ,该反应中 (填元素符号)得电子被还原。
【答案】(1)蒸馏法
(2) 过滤 HCl
(3) (熔融)Mg
【分析】生石灰氧化钙溶于水生成氢氧化钙,加入海水中沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,熔融电解得到金属镁;
【解析】(1)从海水中获取淡水最常用的方法是蒸馏法;
(2)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法;从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,加入的足量试剂a是盐酸;
(3)无水MgCl2在熔融状态下,通电后阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极镁离子得到电子生成镁单质,所以氯化镁电解会产生Mg和Cl2;该反应中(熔融)Mg被还原;故答案为:;(熔融)Mg 。
【变式3-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法不正确的是
A.步骤①可选用的试剂为石灰乳
B.步骤②主要发生反应
C.步骤③获得的操作为蒸发结晶
D.步骤④在HCl气流中加热可获得无水
【答案】C
【分析】从海水中提取镁的流程为:将石灰乳(氢氧化钙)加入海水中,使镁离子与氢氧根离子发生反应,生成氢氧化镁沉淀,然后过滤将氢氧化镁分离出来并进行提纯;再将氢氧化镁与盐酸反应,生成氯化镁溶液;将得到的氯化镁溶液进行蒸发浓缩,冷却结晶,得到六水合氯化镁();最后将六水合氯化镁在HCl气流中加热获得无水氯化镁,最后电解氯化镁得金属镁,据此分析解答。
【解析】A.让海水中的镁离子与氢氧根离子发生反应,生成氢氧化镁沉淀,通常采用加入石灰乳(氢氧化钙)来作沉淀剂,A正确;
B.步骤②主要是将氢氧化镁重新转化为氯化镁溶液,应该加入盐酸,反应方程式为:,B正确;
C.由于在受热时易水解转化为,因此在获得时不能直接蒸发结晶,应采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,C错误;
D.由于在受热时易水解转化为,为了抑制水解,通常是在HCl气流中加热可获得无水,D正确;
故答案为:C。
【变式3-2】(23-24高一上·江苏扬州·阶段检测)实验室通过以下步骤模拟从海水中提取氯化镁:
注:。
下列说法正确的是
A.试剂①为海边收集的贝壳(主要成分为CaCO3)
B.“沉镁”所得固体可用溶液洗涤净化
C.“蒸发结晶”时须将溶液蒸干并灼烧固体
D.“晶体脱水”产生的气体可直接用作“试剂②”
【答案】B
【解析】A.镁离子不能与CaCO3直接反应,试剂①为海边收集的贝壳 (主要成分为CaCO3)煅烧分解生成氧化钙,氧化钙与水反应生成的氢氧化钙,故A错误;
B.“沉镁”所得固体为氢氧化镁可用氯化镁溶液洗涤,减少氢氧化镁溶解损失,故B正确;
C.蒸发结晶时,当有大量固体析出,停止加热利用余热蒸干,不能将溶液蒸干,故C错误;
D.晶体脱水产生的气体有SO2和HCl,不能直接用作“试剂②”,故D错误;
故答案为:B。
【变式3-3】(22-23高一下·江苏无锡·期末)海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是
A.向盐卤中通入的氧化剂可以是 B.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
C.粗盐可采用沉淀、过滤和结晶等过程提纯 D.常用电解熔融氧化镁的方法制备金属Mg
【答案】C
【分析】由流程可知,海水晒盐分离出粗盐和苦卤,向苦卤中通入氧化剂如Cl2置换出溴单质,发生,溶液中含镁离子,与沉淀剂生石灰或石灰乳反应生成氢氧化镁。
【解析】A. 向盐卤中通入的氧化剂可能是Cl2,目的是将溴离子氧化成溴单质,二氧化硫与溴离子不反应,故A错误;
B. 从生产成本的角度,工业生产中常选用生石灰或石灰乳作为沉淀剂,便宜易得,故B错误;
C. 粗盐溶于水,加沉淀剂除去杂质后过滤,蒸发结晶得到NaCl,故C正确;
D. 常用电解无水氯化镁的方法制备金属Mg,故D错误;
故选C。
题型04 镁的性质和用途
1.镁的化学性质
性质
举例
反应方程式
与非金属
单质反应
与O2反应
2Mg+O22MgO
与N2反应
3Mg+N2Mg3N2
与非氧化性酸反应
Mg+2H+===Mg2++H2↑
与水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
与氧化物反应
2Mg+CO22MgO+C
与盐溶液反应
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
2.镁的用途
(1)镁能与铜、铝等金属形成合金。镁合金的密度小、硬度和强度大,可用于制造火箭、导弹和飞机的部件。
(2)氧化镁是白色难溶于水的固体,熔点很高,常用作耐高温材料。
【典例4】下列说法不正确的是( )
A.金属镁在空气中较易被氧化,生成的氧化膜对金属镁有保护作用
B.去除表面氧化膜的金属镁,能在空气中点燃,产生耀眼的白光
C.将镁粉加到水中加热煮沸冷却后,滴加酚酞,会变红色
D.氮气很稳定,即使高温加热,去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧
【答案】D
【解析】镁条表面的氧化膜对镁有保护作用,A项正确;镁条在空气中可点燃,B项正确;镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物,但少量Mg(OH)2溶解在水中,使溶液呈碱性,C项正确;镁条可以在高温下与氮气反应,D项不正确。
【变式4-1】镁被誉为“国防金属”。金属镁的下列性质不属于物理性质的是( )
A.良好的可塑性 B.良好的延展性
C.良好的导电性、传热性 D.反应中易失去电子
【答案】D
【解析】反应中易失去电子是化学性质。
【变式4-2】镁在空气中的燃烧产物,肯定不存在的物质是( )
A.C B.MgO C.MgCO3 D.Mg3N2
【答案】C
【解析】空气中有N2、O2、CO2等,而金属镁可以和上述物质反应,故产物中可能有碳、氧化镁、氮化镁,而不可能有MgCO3。
【变式4-3】镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是( )
A.MgO B.MgO和C
C.MgO、Mg3N2 D.MgO、Mg3N2 和C
【答案】D
【解析】镁能与氧气反应生成氧化镁,与氮气反应生成氮化镁,与CO2反应生成碳和氧化镁,因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C。
题型05 从海带中提取碘
1.海带提碘的原理
(1)碘在海带中以化合态的形式存在。
(2)海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式可分别表示为
2I-+Cl2===I2+2Cl-、2H++H2O2+2I-===I2+2H2O。
2.从海带中提取碘的工业生产过程
【典例5】(23-24高一下·江苏南京·期中)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。如图为从海带中提取碘的工业生产过程,有关说法正确的是
A.工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的总储量很少
B.干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验
C.操作(1)时,需要用到玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯
D.从海带中提碘的过程中利用了氧化还原反应原理
【答案】D
【解析】A.海水中的碘化物的浓度很低,不能直接提取,应浓缩后再提取,不是因为海水中碘的总储量很少,A错误;
B.淀粉遇到碘单质变蓝,与碘离子不发生颜色反应,所以不能用淀粉检验碘离子,B错误;
C.操作(1)分离出溶液和有机沉淀物,是过滤操作,过滤操作需要用到玻璃仪器有玻璃棒、玻璃漏斗、烧杯,C错误;
D.从海带中提碘的过程中,碘离子转化为碘单质的反应属于氧化还原反应,D正确;
本题选D。
【变式5-1】(24-25高一下·江苏南京·期中)工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I−制取I2,其流程如图:
下列说法错误的是
A.活性炭吸附是为了净化水溶液
B.NaNO2氧化I−时使溶液酸性减弱
C.热空气能吹出I2,是因为I2在水中溶解度小、易升华
D.I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式:3I2+6NaOH(浓)5NaI+NaIO3+3H2O
【答案】A
【分析】亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成NO和碘;利用活性炭吸附,然后加入热的浓氢氧化钠溶液吸收单质碘,最后加入调节,碘离子和碘酸根离子在酸性溶液中发生归中反应生成单质碘:,再用热空气吹出获得纯净的单质碘。
【解析】A.由分析可知,活性炭吸附是为了富集单质碘,A错误;
B.NaNO2氧化I-时,消耗H+,反应的离子方程式为2+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O,则溶液pH变大,B正确;
C.I2在水中溶解度小、易升华,故可以用热空气能吹出I2,C正确;
D.I2与NaOH(浓、热)反应生成碘化钠、碘酸钠和水,反应的化学方程式为3I2+6NaOH(浓、热)5NaI+NaIO3+3H2O,D正确;
故选A。
【变式5-2】(23-24高一上·江苏常州·期中)以下实验操作是从I2的CCl4溶液中回收I2的一种方式:
下列说法正确的是
A.该操作流程的实验原理和萃取的实验原理相同
B.“②分离”主要是通过过滤将水溶液与CCl4分离
C.使用蒸馏的方式,无法从I2的CCl4溶液中分离I2
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
【答案】D
【分析】向碘的四氯化碳溶液中加入浓氢氧化钠溶液,发生反应3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O,反应液经过振荡、静置、分液后,水层中含有I-和,加入稀硫酸后,I-和发生归中反应生成单质碘,反应的离子方程式为5I−++6H+=3I2+3H2O,得到含有I2的悬浊液,过滤后得到固态粗碘,以此分析解答。
【解析】A.由分析可知,该操作流程的实验原理是利用氧化还原反应将碘富集分离,萃取原理利用碘在不同溶剂中的溶解度不同进行富集分离,故A错误;
B.水溶液与CCl4互不相溶,应采取分液分离,故B错误;
C.I2与CCl4的沸点相差比较大,可通过蒸馏方式分离I2与CCl4,故C错误;
D.碘易升华,可通过升华对回收的粗碘进行纯化,故D正确;
故选D。
【变式5-3】(25-26高一上·江苏·期中)从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是
A.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
B.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
C.碘水加入得到的溶液,该操作为“萃取”
D.含的滤液中加入稀硫酸和后,碘元素发生氧化反应
【答案】B
【解析】A.碘单质遇淀粉变蓝色,碘水含I2,加入淀粉溶液变蓝,A正确;
B.灼烧干海带应在坩埚中进行,蒸发皿用于蒸发溶液,不能用于灼烧固体,B错误;
C.碘在CCl4中溶解度远大于水,CCl4与水不互溶,用CCl4提取碘水中的I2属于萃取,C正确;
D.Cl2具有氧化性,可将I-氧化为I2,I元素化合价从-1升高到0,发生氧化反应,D正确;
故选B。
题型06 卤素单质的性质及检验
1.卤素单质的性质
(1)Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。
(2)氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2。
2.卤素单质的检验
Cl2
Br2
I2
常温下
外观
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
常用检
验方法
①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
遇淀粉溶液变蓝
【典例6】Br2与Cl2在性质上具有很大的相似性,但Cl2的活泼性比Br2强。下列选项是根据氯气的性质,对溴单质性质的预测,其中不正确的是( )
A.溴单质可以和烧碱溶液反应
B.溴单质只具有氧化性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得到1个电子
D.溴离子可以用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验
【答案】B
【解析】本题易错之处是忽视Cl2的还原性。Cl2既有氧化性又有还原性,据此可以预测Br2也应既有氧化性又有还原性,B项不正确。
【变式6-1】已知溴易挥发 ,碘易升华,向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干,并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )
A.NaCl和KI B.NaCl、KCl和I2
C.KCl和NaBr D.KCl和NaCl
【答案】D
【解析】过量的Cl2将Br-、I-从它们的溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧的过程中溴挥发、碘升华,所以剩余固体为NaCl和KCl。
【变式6-2】(21-22高一上·江苏南通·期末)氯气是一种常用的氧化剂,其制取方法是重要的科研项目。通过下列装置探究MnO2与FeCl3-6H2O能否反应产生Cl2。
已知:在加热条件下,FeCl3-6H2O会产生氯化氢,FeCl3会升华为气体。实验记录:
实验操作
实验现象
点燃酒精灯,加热
i.A中部分固体溶解,上方出现白雾
ii.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
iii.B中溶液变蓝
(1)现象i中“白雾”除含有水汽以外还含有 (填化学式)。
(2)由现象iii中“溶液变蓝”,说明B中有 生成。
(3)“黄色气体”中可能含有氧化性物质FeCl3、Cl2,均能氧化I-。确认“黄色气体”中含有FeCl3的实验方案是 。
(4)为验证“黄色气体”中是否有Cl2存在,进行了以下两种改进实验。
实验改进操作
实验现象(结论)
方案l
在A、B间增加盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶C
B中溶液变为蓝色
方案2
将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液
B中溶液呈浅橙红色
①方案l中添加“饱和NaCl溶液”的目的是 。B中发生反应的离子方程式为 。
②方案2中将KI用NaBr代替,可直接排除FeCl3的干扰。从原子结构解释FeCl3能氧化I-而不能氧化Br-的原因是 。
③由以上实验可知Br2、I2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1)HCl
(2)I2
(3)将黄色气体通入KSCN溶液,溶液变血红色,说明含有氯化铁
(4) 除去FeCl3 Cl2+2I-=2Cl-+I2 Br-的电子层比I-少,离子半径也比I-小,Br-失去电子能力比I-弱,Br-的还原性比I-弱 Br2>Fe3+>I2
【分析】加热条件下氯化铁晶体产生氯化氢,氯化氢与二氧化锰高温下反应生成氯气,氯气进入B中氧化KI生成I2从而使B中溶液变蓝,同时加热氯化铁晶体时FeCl3会升华为气体,因此也有可能是铁离子氧化了B中的碘离子生成碘单质。
【解析】(1)由题干可知,氯化铁晶体加热会生成HCl,因此现象i白雾中除了含有水蒸气外还有HCl。
(2)B中淀粉碘化钾溶液变蓝,是因为氯气氧化KI生成了I2。
(3)通常用KSCN溶液检验铁离子的存在,故实验方案为将黄色气体通入KSCN溶液,溶液变血红色,说明含有氯化铁。
(4)①方案1中添加饱和NaCl溶液的目的是除去氯气中混有的FeCl3气体。B中溶液变蓝是因为氯气将碘离子氧化成碘单质,离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2。
②Br-比I-少一个电子层,离子半径也比I-小,Br-失电子能力比I-弱,Br-的还原性弱于I-。
③由以上实验可知,Fe3+可氧化I-生成I2,但是不能氧化Br-生成Br2,因此氧化性由强到弱的顺序为Br2>Fe3+>I2。
【变式6-3】(22-23高一上·江苏扬州·阶段检测)实验室从含碘废液(含有KI、等)中回收碘,其实验流程如下:
(1)第①步发生的反应 (填“是”或者“否”)氧化还原反应;
(2)第②步实验操作的名称为 。为使尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有含溶液的 (填实验仪器)中加入一定量的, 、静置、分液,并重复多次。
(3)第③步发生反应的化学方程式为 。
(4)检验第④步反应的产物碘单质存在的实验方案 。
【答案】(1)是
(2) 萃取,分液 分液漏斗 充分振荡,放气
(3)
(4)取反应之后的溶液少许,滴加2滴淀粉溶液,若变蓝,则有碘单质生成
【分析】在含碘废液(含有KI、等)中加入过氧化氢将碘离子氧化为碘单质,四氯化碳萃取水中的碘,实现碘的富集,分液之后的溶液中加入氢氧化钾将碘单质转化为碘酸钾和碘化钾实现碘与有机物的分离,最后向碘酸钾和碘化钾溶液中加入硫酸得到碘单质,依此解题。
【解析】(1)由分析知第①步发生的反应是氧化还原反应,答案为:是;
(2)第②步实验操作的名称为萃取,分液,使用仪器是分液漏斗,为使尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有含溶液的分液漏斗中加入一定量的,充分振荡,放气、静置、分液,并重复多次,答案为:萃取,分液,分液漏斗,充分振荡,放气。
(3)第③步发生的反应为氢氧化钾将碘单质转化为碘酸钾和碘化钾,化学方程式为:,答案为:;
(4)检验碘的存在可以使用淀粉,碘遇淀粉会变蓝,所以检验第④步反应的产物碘单质存在的实验方案:取反应之后的溶液少许,滴加2滴淀粉溶液,若变蓝,则有碘单质生成,答案为:取反应之后的溶液少许,滴加2滴淀粉溶液,若变蓝,则有碘单质生成。
题型07 卤素离子的检验
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液
2.置换——萃取法
未知液
有机层呈
3.置换——淀粉法检验I-
未知液 蓝色溶液,表明有I-
【典例7】甲、乙、丙三溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
【答案】A
【解析】向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,应该是溴水的颜色,则甲中必含有Br-,Br-被Cl2置换生成了Br2,由此否定了C、D选项。再加丙溶液,颜色无明显变化,说明丙溶液中不含I-,否则加入后I-被Br2置换生成I2,溶液显蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只能含有Cl-,I-必在乙溶液中。
【变式7-1】鉴别某溶液中是含有Br-还是含有I-,可以选用的试剂较适合的是( )
A.碘水、淀粉溶液 B.淀粉溶液
C.溴水、淀粉溶液 D.四氯化碳
【答案】C
【解析】碘水使淀粉变蓝,碘水与Br-、I-均不反应,不能鉴别,A错误;淀粉遇到Br-、I-均不变色,不能鉴别,B错误;溴水能与I-反应生成I2,使淀粉变蓝,含有溴离子则不变色,可以鉴别,C正确;四氯化碳与Br-、I-均不反应,不能鉴别,D错误。
【变式7-2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)检验溶液中是否含有某种离子,下列操作方法和结论都正确的是
A.取样,向某溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,证明有Cl-
B.取样,向某溶液中加稀HCl,无明显现象,再加入BaCl2溶液产生白色沉淀,证明有
C.取样,向某溶液中加入稀HCl,放出能使澄清的石灰水变浑浊的气体,证明有
D.某溶液焰色反应为黄色,证明该溶液中一定不含K+
【答案】B
【解析】A.向溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,可能含有Cl-,但、等也会与Ag+生成沉淀,未排除干扰,结论不可靠,A不合题意;
B.先加稀HCl无现象,排除Ag+和干扰,再加BaCl2生成白色沉淀,说明存在,B符合题意;
C.加稀HCl放出使澄清石灰水变浑浊的气体,可能是、或等,无法确定一定是,C不合题意;
D.焰色反应为黄色说明含Na+,但未通过钴玻璃观察,无法排除K+的存在,D不合题意;
故答案为:B。
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第三单元 海洋化学资源的综合利用
题型01 粗盐提纯
题型02 从海水中提取溴
题型03 从海水中提取镁
题型04 镁的性质和用途
题型05 从海带中提取碘
题型06 卤素单质的性质及检验
题型07 卤素离子的检验
题型01 粗盐提纯
1.不溶性杂质的除去。
2.粗盐中可溶性杂质的除去。
杂质
加入的试剂
化学方程式
硫酸盐
BaCl2溶液
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
NaOH溶液
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
CaCl2
Na2CO3溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
3.流程
【典例1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)离子反应广泛用于化学研究、工业生产、物质检验、环境保护等方面
I.通过海水晒盐可得粗盐,粗盐除外,还含有以及泥沙等杂质,如图是制备精盐的实验方案,各步操作流程如图:
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌,作用是 。(填序号)
A.搅拌防止液体飞溅 B.引流 C.搅拌加速溶解
(2)在第④步操作的目的是除去粗盐中的 。
(3)要证明饱和溶液中含,可采用的方法是 。
Ⅱ.实验室中有一瓶无色透明未知溶液,可能大量存在中的几种,请填写下列空白:
(4)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是 。
(5)取少量原溶液,加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中存在的离子是 。
(6)取(5)中的滤液,加入过量的稀氨水,出现白色沉淀,说明原溶液中存在的离子是 有关离子方程式为 。
(7)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的_______。
A.Cl- B. C. D.OH-
【变式1-1】(22-23高一上·江苏常州·阶段检测)从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图所示。下列有关该流程的说法错误的是
A.过滤时玻璃棒的作用是引流
B.操作①②③依次加入的试剂可以为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液
C.滤液Ⅱ加入适量盐酸后,产生的气体是CO2
D.蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干
【变式1-2】(24-25高一上·江苏苏州·阶段检测)工业上用粗盐(含等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程图如下(流程Ⅱ的反应为:),下列说法正确的是
A.流程Ⅰ是对粗盐进行提纯,其中试剂2为溶液
B.流程Ⅱ中和的通入顺序可以颠倒
C.流程Ⅲ利用了受热易分解的性质
D.检验所得纯碱中是否有的操作:取少量纯碱样品于小试管中,加蒸馏水充分溶解后,再滴加溶液,观察是否有白色沉淀
【变式1-3】(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知粗盐中主要有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4,为提纯粗盐设计操作流程如下:
已知:20℃时,Ba(OH)2的溶解度为3.89g/100g水,BaCl2的溶解度为35.7g/100g水。
下列有关说法中,不正确的是
A.除杂试剂①②③都必须过量
B.试剂①、②、③可以是BaCl2、NaOH、Na2CO3
C.从成本和除杂效果考虑,工业生产中可用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液
D.加入盐酸后获得NaCl固体的方法为蒸发结晶
题型02 从海水中提取溴
从海水中提取溴,一般要经历三个步骤,即浓缩、氧化和提取。
(1)浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl。
(2)向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
(3)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
(4)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(5)流程
【典例2】(22-23高一下·江苏苏州·开学考试)海水晒盐后精制得到,向海水晒盐得到的卤水中通可制溴;从海水提取食盐后的母液(含等离子)中提取溴,其流程如下。
下列有关说法不正确的是
A.氧化性:
B.“鼓入热空气”得到粗溴,利用了溴易挥发的性质
C.纯碱溶液吸收的离子反应方程式:
D.控制温度在左右“蒸馏”,既有利于获得溴单质,又可防止水蒸气大量逸出
【变式2-1】(23-24高一上·江苏常州·阶段检测)空气吹出法工艺,是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的挥发性
B.“吸收塔”内发生反应的化学方程式为
C.工业溴中含少量,可用溶液除去
D.在该流程中,每提取溴,理论上至少消耗氯气(标准状况)
【变式2-2】(24-25高一下·江苏无锡·期中)从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是
A.X试剂可用饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:
C.工业上每获得,理论上需要消耗标准状况下
D.步骤Ⅳ为蒸馏
【变式2-3】(24-25高二下·江苏苏州·期末)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”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
题型03 从海水中提取镁
1.海水提镁的工艺流程图
2.由MgCl2·6H2O加热脱水制MgCl2应该在HCl气体氛围中进行;工业上电解熔融的氯化镁制取镁,而不是电解氧化镁制取镁。
因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
【典例3】(23-24高一下·江苏无锡·期中)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,下面是提取镁的流程图:
其中,MgO的熔点为2800℃,的熔点为712℃。
(1)从海水中获取淡水最常用的方法是 。
(2)操作A是 ,试剂a为 (填化学式)。
(3)由无水制取金属镁的化学方程式为 ,该反应中 (填元素符号)得电子被还原。
【变式3-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法不正确的是
A.步骤①可选用的试剂为石灰乳
B.步骤②主要发生反应
C.步骤③获得的操作为蒸发结晶
D.步骤④在HCl气流中加热可获得无水
【变式3-2】(23-24高一上·江苏扬州·阶段检测)实验室通过以下步骤模拟从海水中提取氯化镁:
注:。
下列说法正确的是
A.试剂①为海边收集的贝壳(主要成分为CaCO3)
B.“沉镁”所得固体可用溶液洗涤净化
C.“蒸发结晶”时须将溶液蒸干并灼烧固体
D.“晶体脱水”产生的气体可直接用作“试剂②”
【变式3-3】(22-23高一下·江苏无锡·期末)海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是
A.向盐卤中通入的氧化剂可以是 B.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
C.粗盐可采用沉淀、过滤和结晶等过程提纯 D.常用电解熔融氧化镁的方法制备金属Mg
题型04 镁的性质和用途
1.镁的化学性质
性质
举例
反应方程式
与非金属
单质反应
与O2反应
2Mg+O22MgO
与N2反应
3Mg+N2Mg3N2
与非氧化性酸反应
Mg+2H+===Mg2++H2↑
与水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
与氧化物反应
2Mg+CO22MgO+C
与盐溶液反应
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
2.镁的用途
(1)镁能与铜、铝等金属形成合金。镁合金的密度小、硬度和强度大,可用于制造火箭、导弹和飞机的部件。
(2)氧化镁是白色难溶于水的固体,熔点很高,常用作耐高温材料。
【典例4】下列说法不正确的是( )
A.金属镁在空气中较易被氧化,生成的氧化膜对金属镁有保护作用
B.去除表面氧化膜的金属镁,能在空气中点燃,产生耀眼的白光
C.将镁粉加到水中加热煮沸冷却后,滴加酚酞,会变红色
D.氮气很稳定,即使高温加热,去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧
【变式4-1】镁被誉为“国防金属”。金属镁的下列性质不属于物理性质的是( )
A.良好的可塑性 B.良好的延展性
C.良好的导电性、传热性 D.反应中易失去电子
【变式4-2】镁在空气中的燃烧产物,肯定不存在的物质是( )
A.C B.MgO C.MgCO3 D.Mg3N2
【变式4-3】镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是( )
A.MgO B.MgO和C
C.MgO、Mg3N2 D.MgO、Mg3N2 和C
题型05 从海带中提取碘
1.海带提碘的原理
(1)碘在海带中以化合态的形式存在。
(2)海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式可分别表示为
2I-+Cl2===I2+2Cl-、2H++H2O2+2I-===I2+2H2O。
2.从海带中提取碘的工业生产过程
【典例5】(23-24高一下·江苏南京·期中)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。如图为从海带中提取碘的工业生产过程,有关说法正确的是
A.工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的总储量很少
B.干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验
C.操作(1)时,需要用到玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯
D.从海带中提碘的过程中利用了氧化还原反应原理
【变式5-1】(24-25高一下·江苏南京·期中)工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I−制取I2,其流程如图:
下列说法错误的是
A.活性炭吸附是为了净化水溶液
B.NaNO2氧化I−时使溶液酸性减弱
C.热空气能吹出I2,是因为I2在水中溶解度小、易升华
D.I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式:3I2+6NaOH(浓)5NaI+NaIO3+3H2O
【变式5-2】(23-24高一上·江苏常州·期中)以下实验操作是从I2的CCl4溶液中回收I2的一种方式:
下列说法正确的是
A.该操作流程的实验原理和萃取的实验原理相同
B.“②分离”主要是通过过滤将水溶液与CCl4分离
C.使用蒸馏的方式,无法从I2的CCl4溶液中分离I2
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
【变式5-3】(25-26高一上·江苏·期中)从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是
A.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
B.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
C.碘水加入得到的溶液,该操作为“萃取”
D.含的滤液中加入稀硫酸和后,碘元素发生氧化反应
题型06 卤素单质的性质及检验
1.卤素单质的性质
(1)Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。
(2)氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2。
2.卤素单质的检验
Cl2
Br2
I2
常温下
外观
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
常用检
验方法
①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
遇淀粉溶液变蓝
【典例6】Br2与Cl2在性质上具有很大的相似性,但Cl2的活泼性比Br2强。下列选项是根据氯气的性质,对溴单质性质的预测,其中不正确的是( )
A.溴单质可以和烧碱溶液反应
B.溴单质只具有氧化性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得到1个电子
D.溴离子可以用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验
【变式6-1】已知溴易挥发 ,碘易升华,向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干,并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )
A.NaCl和KI B.NaCl、KCl和I2
C.KCl和NaBr D.KCl和NaCl
【变式6-2】(21-22高一上·江苏南通·期末)氯气是一种常用的氧化剂,其制取方法是重要的科研项目。通过下列装置探究MnO2与FeCl3-6H2O能否反应产生Cl2。
已知:在加热条件下,FeCl3-6H2O会产生氯化氢,FeCl3会升华为气体。实验记录:
实验操作
实验现象
点燃酒精灯,加热
i.A中部分固体溶解,上方出现白雾
ii.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
iii.B中溶液变蓝
(1)现象i中“白雾”除含有水汽以外还含有 (填化学式)。
(2)由现象iii中“溶液变蓝”,说明B中有 生成。
(3)“黄色气体”中可能含有氧化性物质FeCl3、Cl2,均能氧化I-。确认“黄色气体”中含有FeCl3的实验方案是 。
(4)为验证“黄色气体”中是否有Cl2存在,进行了以下两种改进实验。
实验改进操作
实验现象(结论)
方案l
在A、B间增加盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶C
B中溶液变为蓝色
方案2
将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液
B中溶液呈浅橙红色
①方案l中添加“饱和NaCl溶液”的目的是 。B中发生反应的离子方程式为 。
②方案2中将KI用NaBr代替,可直接排除FeCl3的干扰。从原子结构解释FeCl3能氧化I-而不能氧化Br-的原因是 。
③由以上实验可知Br2、I2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序是 。
【变式6-3】(22-23高一上·江苏扬州·阶段检测)实验室从含碘废液(含有KI、等)中回收碘,其实验流程如下:
(1)第①步发生的反应 (填“是”或者“否”)氧化还原反应;
(2)第②步实验操作的名称为 。为使尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有含溶液的 (填实验仪器)中加入一定量的, 、静置、分液,并重复多次。
(3)第③步发生反应的化学方程式为 。
(4)检验第④步反应的产物碘单质存在的实验方案 。
题型07 卤素离子的检验
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液
2.置换——萃取法
未知液
有机层呈
3.置换——淀粉法检验I-
未知液 蓝色溶液,表明有I-
【典例7】甲、乙、丙三溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
【变式7-1】鉴别某溶液中是含有Br-还是含有I-,可以选用的试剂较适合的是( )
A.碘水、淀粉溶液 B.淀粉溶液
C.溴水、淀粉溶液 D.四氯化碳
【变式7-2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)检验溶液中是否含有某种离子,下列操作方法和结论都正确的是
A.取样,向某溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,证明有Cl-
B.取样,向某溶液中加稀HCl,无明显现象,再加入BaCl2溶液产生白色沉淀,证明有
C.取样,向某溶液中加入稀HCl,放出能使澄清的石灰水变浑浊的气体,证明有
D.某溶液焰色反应为黄色,证明该溶液中一定不含K+
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