第2章 海洋中的卤素资源(单元自测·基础通关卷)化学沪科版必修第一册
2026-09-17
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摘要:
**基本信息**
沪科版高一化学必修第一册第2章“海洋中的卤素资源”基础通关卷,以真实情境(氯碱工业、海水提溴等)整合实验与工业应用,适配单元复习,强化化学观念与科学探究。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|5大题/100分|粗盐提纯、氯碱工业、卤素性质、海水提取、氧化还原|结合氯碱离子膜技术获奖等科技前沿,设计海水提溴流程分析等真实问题,通过实验装置选择、离子反应方程式书写等考查科学思维与实践能力|
内容正文:
2026-2027学年高一化学单元自测(沪科版必修第一册)
第2章 海洋中的卤素资源·基础通关卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
特别提示:本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,选错不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
一、粗盐提纯(20分)
1.海水是巨大的资源宝库,可进行综合利用,海水淡化工厂获得的粗盐中含有SO、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室用粗盐制精盐的流程如下。
回答下列问题:
(1)下列实验中,不能达到实验目的的是___________。(不定项)
A.装置甲:配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
B.装置乙:分离粗盐水中的不溶物
C.通过蒸馏方法将海水中的无机盐除去
D.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
(2)步骤②中BaCl2溶液要稍过量,请描述检验BaCl2溶液是否过量的方法:___________。
(3)步骤④中加入过量Na2CO3溶液时生成的沉淀为___________。
(4)步骤⑤中需要用的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒还需要___________。
A.分液漏斗 B.长颈漏斗 C.漏斗 D.量筒
(5)步骤⑥中盐酸调节pH至3~4,除去的离子有___________。(双选)
A. B. C. D.
将海水制盐后残留于盐池内的母液蒸发冷却后析出的氯化镁结晶,是制作豆腐常用的凝固剂,蛋白质分子表面带有负电荷,镁离子(Mg²⁺)能有效地中和蛋白质分子表面的负电荷,破坏其稳定性,能使豆浆中蛋白质聚沉为豆腐。
(6)下列选项中,与豆腐形成原理相同的是___________。(双选)
A.长江三角洲的形成
B.血液透析
C.向NaOH溶液中加饱和FeCl3溶液
D.手上细小的伤口,可以涂上FeCl3溶液止血
(7)利用超显微镜,可以观察豆浆中分散质粒子的直径大致范围在___________ m之间。区分胶体可利用___________。
(8)若将豆浆装入U型管中,插入电极后通直流电,发现___________极(选填“阴”或“阳”)附近颜色加深,产生这一现象利用了胶体的___________性质。
二、氯碱工业(18分)
2.来自上海交通大学联手山东东岳高分子公司、未来氢能材料公司攻克的“新一代氯碱离子膜技术创新体系与产业化应用”荣获国家科技进步奖二等奖。
(1)写出氯碱工业生产原理的化学方程式___________。
(2)利用如图装置模拟氯碱工业,下列说法正确的是___________(双选)。
A.电极a连接电源负极 B.该过程中化学能转变为电能
C.食盐必须先除去钙、镁等离子 D.负离子可以透过交换膜
氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱(如图1所示)
(3)如果粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是___________;(不定项)
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
(4)写出图1中阴极的电极反应式为___________;已知阳离子交换膜只允许正离子通过,阴离子交换膜只允许负离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4,则该装置最主要的缺陷是___________。
海水中的氯化钠被提纯和精制后,可通过电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠。实验室电解饱和食盐水所用装置如下图所示:
(5)①a仪器的名称是___________。
A.试管 B.离心试管 C.U形管 D.Y形试管
②在a的两端滴加酚酞试液,通电后左边电极周围出现红色,写出该电极的电极反应式说明溶液变红的原因___________。
(6)通电后试管b中淀粉KI溶液由无色变为蓝色,结合离子方程式说明变化原因___________。
(7)c处出来的气体可以点燃,其燃烧的现象是___________。
三、卤素单质性质的探究(20分)
3.某实验小组进行卤素单质性质的探究实验(加热装置和夹持装置已省略),设计实验如下:
(1)写出装置A中制取氯气的化学方程式______。
将持续缓慢通入到溶液中,体系中、以及物质的量与通入氯气的物质的量的关系如图所示。
(2)曲线b、c分别表示______、______(填微粒符号)的物质的量变化。
(3)向A中持续滴加浓盐酸,湿润的淀粉试纸处观察到的现象为______。
(4)上述实验不能比较、的氧化性强弱,请说明理由______。
已知:氧化性。
(5)将通入的溶液中发生反应,被氧化的和的物质的量之比是______,书写发生反应的离子方程式______。
空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图示。
(6)写出步骤④的化学反应方程式______。
(7)下列说法不正确的是______。
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替
B.步骤②中氧化理论上消耗氯气(标况下)
C.空气吹出法提取溴,利用了溴的挥发性
D.由海水提溴过程中的反应可得出、、还原性由强到弱
从海带中提取碘元素的实验过程如下图所示:
(8)下列说法不正确的是______。
A.实验步骤①的目的是将有机碘转化成无机碘,部分无机碘可能被空气氧化成而损失
B.实验步骤④可以用过量氯水代替氧化
C.实验步骤⑤实现海带灰中的硫酸盐等与碘分离
D.实验步骤⑥可能包括一系列操作:加入过量浓溶液、分液、水相中加酸酸化、过滤、升华
四、从海水中提取物质(18分)
4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,从海水中或海产品中提取多种化学物质;
.以氯化钠为原料设计了“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。下列叙述正确的是___________。
A.铂片上发生还原反应 B.铂片端作阴极
C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a连接的是电源负极
.实验室模拟工业从海藻中提碘的流程如图:
(2)选择合适实验操作名称填入流程图中:②___________。
A.溶解 B.过滤 C.萃取 D.分液
(3)从“含碘的有机溶液”中回收溶剂,并得到碘单质,可选用如下图装置完成。装置中间部分是“冷凝管”,请描述该装置中有明显的错误,请写出任一种错误___________。
(4)装置A中,温度计所处的正确位置是___________。(填编号)
.从海水中可以提取溴、镁等物质,流程如下:
(5)采用晒盐后的卤水为原料进行提溴而不是直接使用海水,原因是___________。
(6)从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,提镁“沉淀”过程所需石灰乳的原料主要来源于海洋中的___________。
A.珊瑚礁 B.贝壳 C.海底石灰岩 D.海带
(7)通入热空气进行溴的吹出,符合不同温度下空气通入量与溴吹出率关系的图示是___________。
A. B.
C. D.
(8)将海水浓缩后最终得到,若提取率为,则海水中溴元素的浓度为___________g/L。
(9)关于卤水提取的先后顺序,两位工程师有不同观点:
甲:先用卤水提溴,剩余液1用于提镁;
乙:先用卤水提镁,剩余液2用于提溴。
判断哪种方案更佳,简述理由___________。
五、安全气囊中的反应原理(24分)
5.汽车的方向盘和前排乘客座位前的仪表板内都有折叠安全气囊,该安全气囊中含有叠氮化钠()、硝酸钾()、二氧化硅()等。其工作原理如下:
①车辆强碰撞后,激活特定的电路,放电使迅速分解:
②生成的Na与发生二次反应:
③与、反应生成盐,消除两种碱性氧化物的腐蚀性。
(1)关于,下列分析正确的是________。
A.电离需要通电
B.是强电解质,其水溶液的导电性一定强
C.熔融状态的中含自由移动的和
D.固态不导电,因其中不含和
(2)标出分解反应中电子转移的方向和数目________,该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(3)能保护司机不受伤害的气囊需要65 L的,在2个大气压和40℃的条件下得到这些,需要________克。(精确到小数点后1位)(已知2个大气压和40℃气体摩尔体积约为)
(4)黑火药爆炸的原理为,当反应转移12 mol电子时,被硫氧化的碳的物质的量为________。
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.3 mol
高铁酸钾(,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
(5)过程①中活细菌表现了________(填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是________(填离子符号);过程③属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(6)制备高铁酸钾常用的反应原理如下。
配平化学方程式:________。
该反应中被氧化的元素为________。
(7)溶液可以将池塘淤泥里的氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,配制得到的氨水测得其导电性较弱,可能是因为:________(用电离方程式表达)。
(8)为探究溶液的导电性,向醋酸中滴加等浓度的氨水至过量,此过程中溶液导电性变化如图所示,结合化学反应方程式解释开始阶段溶液导电性上升的理由:________。
(9)下列离子方程式书写正确的是________。
A.通入水中:
B.碳酸钙与稀硝酸反应:
C.氨水滴入溶液中:
D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应:
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第2章 海洋中的卤素资源·基础通关卷
(参考答案)
除标明外,每空2分
一、粗盐提纯(20分)
1.(1)AC
(2)取上层清液于试管,向其中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成,则证明BaCl2溶液已过量,反之,则未过量
(3)CaCO3、BaCO3
(4)C
(5)BC
(6)AD
(7)1×10-9~1×10-7 丁达尔效应
(8)阳 电泳
二、氯碱工业(18分)
2.(1)
(2)AC
(3)AC
(4) 阳极区产生的氢离子大量透过交换膜与氢氧化钠溶液反应,难以得到理想的目标产物
(5)C ,电极附近溶液呈碱性
(6),与反应生成的使淀粉变蓝
(7)淡蓝色火焰
三、卤素单质性质的探究(20分)
3.(1)
(2)
(3)试纸变蓝
(4)缺少溴单质与碘离子反应的实验
(5)3:5
(6)
(7)D
(8)B
四、从海水中提取物质(18分)
4.(1)D
(2)C
(3)冷凝管水流方向错误(或接受容器不能用活塞密封)
(4)b
(5)卤水中溴离子浓度远高于海水,直接用海水提取溴效率低、成本高
(6)B
(7)B
(8)0.03
(9)甲方案更佳;提溴后剩余液1仍含 可用于提镁,若先提镁,剩余液2中的等会消耗提溴所用的,降低溴的提取率
五、安全气囊中的反应原理(24分)
5.(1)C
(2)
(3)205.6
(4)A
(5)还原(1分) 物理(1分)
(6) Fe元素
(7)
(8)醋酸属于弱酸,在溶液中部分电离成和,即,开始溶液中离子浓度较小,随着氨水的滴入,与反应生成强电解质,即,溶液中离子浓度增大,开始阶段溶液的导电性上升
(9)B
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第2章 海洋中的卤素资源·基础通关卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
特别提示:本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,选错不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
一、粗盐提纯(20分)
1.海水是巨大的资源宝库,可进行综合利用,海水淡化工厂获得的粗盐中含有SO、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室用粗盐制精盐的流程如下。
回答下列问题:
(1)下列实验中,不能达到实验目的的是___________。(不定项)
A.装置甲:配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
B.装置乙:分离粗盐水中的不溶物
C.通过蒸馏方法将海水中的无机盐除去
D.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
(2)步骤②中BaCl2溶液要稍过量,请描述检验BaCl2溶液是否过量的方法:___________。
(3)步骤④中加入过量Na2CO3溶液时生成的沉淀为___________。
(4)步骤⑤中需要用的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒还需要___________。
A.分液漏斗 B.长颈漏斗 C.漏斗 D.量筒
(5)步骤⑥中盐酸调节pH至3~4,除去的离子有___________。(双选)
A. B. C. D.
将海水制盐后残留于盐池内的母液蒸发冷却后析出的氯化镁结晶,是制作豆腐常用的凝固剂,蛋白质分子表面带有负电荷,镁离子(Mg²⁺)能有效地中和蛋白质分子表面的负电荷,破坏其稳定性,能使豆浆中蛋白质聚沉为豆腐。
(6)下列选项中,与豆腐形成原理相同的是___________。(双选)
A.长江三角洲的形成
B.血液透析
C.向NaOH溶液中加饱和FeCl3溶液
D.手上细小的伤口,可以涂上FeCl3溶液止血
(7)利用超显微镜,可以观察豆浆中分散质粒子的直径大致范围在___________ m之间。区分胶体可利用___________。
(8)若将豆浆装入U型管中,插入电极后通直流电,发现___________极(选填“阴”或“阳”)附近颜色加深,产生这一现象利用了胶体的___________性质。
二、氯碱工业(18分)
2.来自上海交通大学联手山东东岳高分子公司、未来氢能材料公司攻克的“新一代氯碱离子膜技术创新体系与产业化应用”荣获国家科技进步奖二等奖。
(1)写出氯碱工业生产原理的化学方程式___________。
(2)利用如图装置模拟氯碱工业,下列说法正确的是___________(双选)。
A.电极a连接电源负极 B.该过程中化学能转变为电能
C.食盐必须先除去钙、镁等离子 D.负离子可以透过交换膜
氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱(如图1所示)
(3)如果粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是___________;(不定项)
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
(4)写出图1中阴极的电极反应式为___________;已知阳离子交换膜只允许正离子通过,阴离子交换膜只允许负离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4,则该装置最主要的缺陷是___________。
海水中的氯化钠被提纯和精制后,可通过电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠。实验室电解饱和食盐水所用装置如下图所示:
(5)①a仪器的名称是___________。
A.试管 B.离心试管 C.U形管 D.Y形试管
②在a的两端滴加酚酞试液,通电后左边电极周围出现红色,写出该电极的电极反应式说明溶液变红的原因___________。
(6)通电后试管b中淀粉KI溶液由无色变为蓝色,结合离子方程式说明变化原因___________。
(7)c处出来的气体可以点燃,其燃烧的现象是___________。
三、卤素单质性质的探究(20分)
3.某实验小组进行卤素单质性质的探究实验(加热装置和夹持装置已省略),设计实验如下:
(1)写出装置A中制取氯气的化学方程式______。
将持续缓慢通入到溶液中,体系中、以及物质的量与通入氯气的物质的量的关系如图所示。
(2)曲线b、c分别表示______、______(填微粒符号)的物质的量变化。
(3)向A中持续滴加浓盐酸,湿润的淀粉试纸处观察到的现象为______。
(4)上述实验不能比较、的氧化性强弱,请说明理由______。
已知:氧化性。
(5)将通入的溶液中发生反应,被氧化的和的物质的量之比是______,书写发生反应的离子方程式______。
空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图示。
(6)写出步骤④的化学反应方程式______。
(7)下列说法不正确的是______。
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替
B.步骤②中氧化理论上消耗氯气(标况下)
C.空气吹出法提取溴,利用了溴的挥发性
D.由海水提溴过程中的反应可得出、、还原性由强到弱
从海带中提取碘元素的实验过程如下图所示:
(8)下列说法不正确的是______。
A.实验步骤①的目的是将有机碘转化成无机碘,部分无机碘可能被空气氧化成而损失
B.实验步骤④可以用过量氯水代替氧化
C.实验步骤⑤实现海带灰中的硫酸盐等与碘分离
D.实验步骤⑥可能包括一系列操作:加入过量浓溶液、分液、水相中加酸酸化、过滤、升华
四、从海水中提取物质(18分)
4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,从海水中或海产品中提取多种化学物质;
.以氯化钠为原料设计了“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。下列叙述正确的是___________。
A.铂片上发生还原反应 B.铂片端作阴极
C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a连接的是电源负极
.实验室模拟工业从海藻中提碘的流程如图:
(2)选择合适实验操作名称填入流程图中:②___________。
A.溶解 B.过滤 C.萃取 D.分液
(3)从“含碘的有机溶液”中回收溶剂,并得到碘单质,可选用如下图装置完成。装置中间部分是“冷凝管”,请描述该装置中有明显的错误,请写出任一种错误___________。
(4)装置A中,温度计所处的正确位置是___________。(填编号)
.从海水中可以提取溴、镁等物质,流程如下:
(5)采用晒盐后的卤水为原料进行提溴而不是直接使用海水,原因是___________。
(6)从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,提镁“沉淀”过程所需石灰乳的原料主要来源于海洋中的___________。
A.珊瑚礁 B.贝壳 C.海底石灰岩 D.海带
(7)通入热空气进行溴的吹出,符合不同温度下空气通入量与溴吹出率关系的图示是___________。
A. B.
C. D.
(8)将海水浓缩后最终得到,若提取率为,则海水中溴元素的浓度为___________g/L。
(9)关于卤水提取的先后顺序,两位工程师有不同观点:
甲:先用卤水提溴,剩余液1用于提镁;
乙:先用卤水提镁,剩余液2用于提溴。
判断哪种方案更佳,简述理由___________。
五、安全气囊中的反应原理(24分)
5.汽车的方向盘和前排乘客座位前的仪表板内都有折叠安全气囊,该安全气囊中含有叠氮化钠()、硝酸钾()、二氧化硅()等。其工作原理如下:
①车辆强碰撞后,激活特定的电路,放电使迅速分解:
②生成的Na与发生二次反应:
③与、反应生成盐,消除两种碱性氧化物的腐蚀性。
(1)关于,下列分析正确的是________。
A.电离需要通电
B.是强电解质,其水溶液的导电性一定强
C.熔融状态的中含自由移动的和
D.固态不导电,因其中不含和
(2)标出分解反应中电子转移的方向和数目________,该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(3)能保护司机不受伤害的气囊需要65 L的,在2个大气压和40℃的条件下得到这些,需要________克。(精确到小数点后1位)(已知2个大气压和40℃气体摩尔体积约为)
(4)黑火药爆炸的原理为,当反应转移12 mol电子时,被硫氧化的碳的物质的量为________。
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.3 mol
高铁酸钾(,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
(5)过程①中活细菌表现了________(填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是________(填离子符号);过程③属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(6)制备高铁酸钾常用的反应原理如下。
配平化学方程式:________。
该反应中被氧化的元素为________。
(7)溶液可以将池塘淤泥里的氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,配制得到的氨水测得其导电性较弱,可能是因为:________(用电离方程式表达)。
(8)为探究溶液的导电性,向醋酸中滴加等浓度的氨水至过量,此过程中溶液导电性变化如图所示,结合化学反应方程式解释开始阶段溶液导电性上升的理由:________。
(9)下列离子方程式书写正确的是________。
A.通入水中:
B.碳酸钙与稀硝酸反应:
C.氨水滴入溶液中:
D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应:
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第2章 海洋中的卤素资源·基础通关卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
特别提示:本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,选错不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
一、粗盐提纯(20分)
1.海水是巨大的资源宝库,可进行综合利用,海水淡化工厂获得的粗盐中含有SO、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室用粗盐制精盐的流程如下。
回答下列问题:
(1)下列实验中,不能达到实验目的的是___________。(不定项)
A.装置甲:配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
B.装置乙:分离粗盐水中的不溶物
C.通过蒸馏方法将海水中的无机盐除去
D.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
(2)步骤②中BaCl2溶液要稍过量,请描述检验BaCl2溶液是否过量的方法:___________。
(3)步骤④中加入过量Na2CO3溶液时生成的沉淀为___________。
(4)步骤⑤中需要用的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒还需要___________。
A.分液漏斗 B.长颈漏斗 C.漏斗 D.量筒
(5)步骤⑥中盐酸调节pH至3~4,除去的离子有___________。(双选)
A. B. C. D.
将海水制盐后残留于盐池内的母液蒸发冷却后析出的氯化镁结晶,是制作豆腐常用的凝固剂,蛋白质分子表面带有负电荷,镁离子(Mg²⁺)能有效地中和蛋白质分子表面的负电荷,破坏其稳定性,能使豆浆中蛋白质聚沉为豆腐。
(6)下列选项中,与豆腐形成原理相同的是___________。(双选)
A.长江三角洲的形成
B.血液透析
C.向NaOH溶液中加饱和FeCl3溶液
D.手上细小的伤口,可以涂上FeCl3溶液止血
(7)利用超显微镜,可以观察豆浆中分散质粒子的直径大致范围在___________ m之间。区分胶体可利用___________。
(8)若将豆浆装入U型管中,插入电极后通直流电,发现___________极(选填“阴”或“阳”)附近颜色加深,产生这一现象利用了胶体的___________性质。
【答案】(1)AC (2)取上层清液于试管,向其中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成,则证明BaCl2溶液已过量,反之,则未过量 (3)CaCO3、BaCO3 (4)C (5)BC (6)AD (7)1×10-9~1×10-7 丁达尔效应 (8)阳 电泳
【分析】粗盐除NaCl外,还含有SO、Ca2+、Mg2+等杂质离子,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,然后冷却结晶,洗涤、烘干,从而得到纯净的精盐,据此分析;
【解析】(1)A.在配制一定物质的量浓度的NaCl溶液最后进行定容操作中,当液面离刻度线1~2 cm时,应改用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水至溶液的凹液面刻度线相切,操作不合理,A符合题意;
B.过滤分离粗盐中的不溶物时,操作关键为“一贴”、“二低”、“三靠”,用玻璃棒引流,操作规范、合理,B不符题意;
C.将海水中的无机盐除去,得到纯净的淡水的分离提纯方法为蒸馏,温度计水银球的位置应该在支管口处,C符合题意;
D.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体,可采用蒸发结晶的方法,蒸发结晶时需用玻璃棒搅拌,防止局部过热,造成液体飞溅,操作合理,D不符题意;
故选AC;
(2)步骤②中BaCl2溶液要稍过量,检验BaCl2溶液是否过量的方法是取上层清液于试管,向其中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成,则证明 BaCl2 溶液已过量,反之,则未过量;
(3)由分析可知,步骤④中加入过量Na2CO3溶液时生成的沉淀为CaCO3、BaCO3;
(4)由分析可知,步骤⑤的操作为过滤,其中需要用的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒还需要漏斗,分液漏斗是进行分液操作的仪器,长颈漏斗和恒压滴液漏斗均是向固体中添加一定量液体的仪器,故选C;
(5)由分析可知,步骤⑥中盐酸调节pH至3~4,除去的离子有OH-和,故选BC;
(6)用石膏或盐卤点制豆腐,利用的是胶体的聚沉;
A.长江三角洲的形成,发生的是胶体的聚沉,A正确;
B.血液透析,发生的是胶体的渗析,B错误;
C.向NaOH溶液中加饱和FeCl3溶液出现红褐色沉淀,发生的是复分解反应,C错误;
D.利用FeCl3溶液使得血液胶体聚沉,从而使伤口愈合,D正确;
故选AD;
(7)胶体分散系中分散质粒子的直径介于1~100 nm 范围,即1×10-9~1×10-7 m;检验胶体可以用激光笔照射胶体,观察到一条光亮的“通路”,即丁达尔效应;
(8)豆浆的胶粒与负电荷基团紧密结合,导致其胶粒带负电荷,通电后胶粒向正极移动,发现阳极附近颜色加深,产生这一现象利用了胶体的电泳性质。
二、氯碱工业(18分)
2.来自上海交通大学联手山东东岳高分子公司、未来氢能材料公司攻克的“新一代氯碱离子膜技术创新体系与产业化应用”荣获国家科技进步奖二等奖。
(1)写出氯碱工业生产原理的化学方程式___________。
(2)利用如图装置模拟氯碱工业,下列说法正确的是___________(双选)。
A.电极a连接电源负极 B.该过程中化学能转变为电能
C.食盐必须先除去钙、镁等离子 D.负离子可以透过交换膜
氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱(如图1所示)
(3)如果粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是___________;(不定项)
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
(4)写出图1中阴极的电极反应式为___________;已知阳离子交换膜只允许正离子通过,阴离子交换膜只允许负离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4,则该装置最主要的缺陷是___________。
海水中的氯化钠被提纯和精制后,可通过电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠。实验室电解饱和食盐水所用装置如下图所示:
(5)①a仪器的名称是___________。
A.试管 B.离心试管 C.U形管 D.Y形试管
②在a的两端滴加酚酞试液,通电后左边电极周围出现红色,写出该电极的电极反应式说明溶液变红的原因___________。
(6)通电后试管b中淀粉KI溶液由无色变为蓝色,结合离子方程式说明变化原因___________。
(7)c处出来的气体可以点燃,其燃烧的现象是___________。
【答案】(1)
(2)AC
(3)AC
(4) 阳极区产生的氢离子大量透过交换膜与氢氧化钠溶液反应,难以得到理想的目标产物
(5)C ,电极附近溶液呈碱性
(6),与反应生成的使淀粉变蓝
(7)淡蓝色火焰
【解析】(1)氯碱工业,指电解饱和食盐水制氯气、氢气和烧碱的方法,其反应方程式为;
(2)A.分析图示装置,右侧溶液为饱和溶液,左侧溶液为低浓度的溶液,则装置右侧生成氯气,电极b为电解池阳极,与电源正极相连,电极a为电解池阴极,与电源负极相连,A项正确;
B.氯碱工业的工作原理为电解饱和食盐水,属于电解池,是将电能转化为化学能的装置,B项错误;
C.食盐中若含钙、镁等离子,会透过离子交换膜到阴极区,与阴极区的结合生成难溶物质,必须先除去,C项正确;
D.离子交换膜具有选择性,根据图示,离子移向阴极区,所以,移动的离子为阳离子,离子交换膜只能是阳离子交换膜,不能允许阴离子通过,D项错误;
故答案选AC;
(3)原溶液中有氢氧根离子和氯离子,无硝酸根离子,选用的钡试剂不能引入杂质离子,因此该钡试剂可以选择氢氧化钡或者氯化钡,故答案为AC;
(4)图1中阴极反应是水得电子电离出的氢离子,电极反应式为;
通过阳离子交换膜的除了钠离子外还有氢离子,阳离子通过阳离子交换膜进入阴极区后,氢离子会与氢氧根离子反应生成水,降低氢氧化钠的产量,故答案为阳极区产生的氢离子大量透过交换膜与氢氧化钠溶液反应,难以得到理想的目标产物;
(5)①a仪器的名称是U形管,故答案选C;
②由题干信息,通电后左边电极周围出现红色可知,左边电极为阴极,水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为,电极附近溶液呈碱性,使得酚酞试液变红色;
(6)通电后U形管右侧电极上氯离子失去电子,发生氧化反应生成氯气,氯气入试管b中,与反应生成的使淀粉变蓝,反应的离子方程式为;
(7)c处出来的气体为氢气,氢气具有可燃性,可以点燃,其燃烧的现象是淡蓝色火焰。
三、卤素单质性质的探究(20分)
3.某实验小组进行卤素单质性质的探究实验(加热装置和夹持装置已省略),设计实验如下:
(1)写出装置A中制取氯气的化学方程式______。
将持续缓慢通入到溶液中,体系中、以及物质的量与通入氯气的物质的量的关系如图所示。
(2)曲线b、c分别表示______、______(填微粒符号)的物质的量变化。
(3)向A中持续滴加浓盐酸,湿润的淀粉试纸处观察到的现象为______。
(4)上述实验不能比较、的氧化性强弱,请说明理由______。
已知:氧化性。
(5)将通入的溶液中发生反应,被氧化的和的物质的量之比是______,书写发生反应的离子方程式______。
空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图示。
(6)写出步骤④的化学反应方程式______。
(7)下列说法不正确的是______。
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替
B.步骤②中氧化理论上消耗氯气(标况下)
C.空气吹出法提取溴,利用了溴的挥发性
D.由海水提溴过程中的反应可得出、、还原性由强到弱
从海带中提取碘元素的实验过程如下图所示:
(8)下列说法不正确的是______。
A.实验步骤①的目的是将有机碘转化成无机碘,部分无机碘可能被空气氧化成而损失
B.实验步骤④可以用过量氯水代替氧化
C.实验步骤⑤实现海带灰中的硫酸盐等与碘分离
D.实验步骤⑥可能包括一系列操作:加入过量浓溶液、分液、水相中加酸酸化、过滤、升华
【答案】(1)
(2)
(3)试纸变蓝
(4)缺少溴单质与碘离子反应的实验
(5)3:5
(6)
(7)D
(8)B
【分析】A装置发生反应制备,与碘化钾氧化为碘单质,湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝;通入B装置与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质,验证与溴单质的氧化性强弱;通入C装置与碘化钾反应生成碘单质,氯化钠验证与碘单质的氧化性强弱,D装置中氢氧化钠吸收多余的,防止污染空气。
【解析】(1)装置A中发生反应制取氯气的化学方程式;
(2)持续缓慢通入到1 L一定浓度的淀粉KI溶液中,开始时溶液变蓝,一段时间后蓝色褪去,说明开始发生反应,后来发生反应 ,根据反应方程式,可知氯离子持续增多,分子先增后减,一段时间后增多,故a表示物质的量的变化、b表示物质的量的变化、c表示物质的量的变化;
(3)根据分析可知湿润的淀粉试纸处发生反应,试纸变蓝;
(4)通入B装置与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质,验证氧化性强于溴单质;通入C装置与碘化钾反应生成碘单质,氯化钠,验证氧化性强于碘单质的氧化性,缺少溴单质与碘离子反应的实验,实验不能比较、的氧化性强弱;
(5)已知:氧化性,可知还原性:,,,;通入氯气,氯气将首先和反应,当将消耗完后,才会和反应;,全部被氧化,消耗,剩余的氯气:,与反应,依据反应:,消耗为;则被氧化的、的物质的量之比是;反应的离子方程式;
(6)苦卤中含有溴离子,在酸性条件下通入氯气,可发生置换反应生成溴单质,吹入空气,将溴单质分离出来,然后溴单质与二氧化硫发生反应生成HBr和硫酸,再通入氯气,生成溴单质,然后通过蒸馏得到液溴。步骤④的化学反应方程式;
(7)A.Na2SO3也可以被溴氧化,吸收溴,故步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2,A项正确;
B.步骤②发生反应,故氧化0.3molBr-理论上消耗0.15mol氯气,体积为3.36L (标况下),B项正确;
C.可用空气吹出Br2,则步骤③说明Br2具有挥发性,C项正确;
D. 步骤②发生反应,说明还原性:Br->Cl-,步骤④发生反应,说明还原性:SO2>Br-,D项错误;
故选D;
(8)海带经过①灼烧后,将海带灰②浸泡得到悬浊液,此时悬浊液中含有,经过③过滤得到含I-的溶液,加入④、稀硫酸之后,将氧化为,加入⑤提取碘,最后通过⑥反萃取等一系列操作分离得到。
A.实验步骤①的目的是将有机碘转化成无机碘,便于后续溶解和提取,但I-具有还原性,在灼烧过程中可能被氧气氧化为I2升华而损失,A正确;
B.已知氧化性:,若用过量的氯水代替H2O2氧化I-,可能将I-过度氧化为HIO3在萃取时损失掉,因此不能用过量氯水代替氧化,B错误;
C.实验步骤⑤为萃取分液操作,I2被萃取到CCl4层,而海带灰中的硫酸盐、碳酸盐等易溶于水的杂质会留在水相,因此能实现与碘的分离,C正确;
D.实验步骤⑥加入过量NaOH浓溶液,使I2转化为I-和反萃取进入水相,分液,在水相中加酸酸化,使I-和重新转化为I2析出,过滤得到粗碘,再利用升华法提纯得到纯碘,D正确;
故选B。
四、从海水中提取物质(18分)
4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,从海水中或海产品中提取多种化学物质;
.以氯化钠为原料设计了“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。下列叙述正确的是___________。
A.铂片上发生还原反应 B.铂片端作阴极
C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a连接的是电源负极
.实验室模拟工业从海藻中提碘的流程如图:
(2)选择合适实验操作名称填入流程图中:②___________。
A.溶解 B.过滤 C.萃取 D.分液
(3)从“含碘的有机溶液”中回收溶剂,并得到碘单质,可选用如下图装置完成。装置中间部分是“冷凝管”,请描述该装置中有明显的错误,请写出任一种错误___________。
(4)装置A中,温度计所处的正确位置是___________。(填编号)
.从海水中可以提取溴、镁等物质,流程如下:
(5)采用晒盐后的卤水为原料进行提溴而不是直接使用海水,原因是___________。
(6)从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,提镁“沉淀”过程所需石灰乳的原料主要来源于海洋中的___________。
A.珊瑚礁 B.贝壳 C.海底石灰岩 D.海带
(7)通入热空气进行溴的吹出,符合不同温度下空气通入量与溴吹出率关系的图示是___________。
A. B.
C. D.
(8)将海水浓缩后最终得到,若提取率为,则海水中溴元素的浓度为___________g/L。
(9)关于卤水提取的先后顺序,两位工程师有不同观点:
甲:先用卤水提溴,剩余液1用于提镁;
乙:先用卤水提镁,剩余液2用于提溴。
判断哪种方案更佳,简述理由___________。
【答案】(1)D
(2)C
(3)冷凝管水流方向错误(或接受容器不能用活塞密封)
(4)b
(5)卤水中溴离子浓度远高于海水,直接用海水提取溴效率低、成本高
(6)B
(7)B
(8)0.03
(9)甲方案更佳;提溴后剩余液1仍含 可用于提镁,若先提镁,剩余液2中的等会消耗提溴所用的,降低溴的提取率
【解析】(1)滤纸中溶液电解,铅笔芯变红说明生成,该极为阴极,连接电源负极即A极;铂片为阳极,发生氧化反应生成。A、铂片发生氧化反应,错误;B、铂片为阳极,错误;C、铅笔端为阴极生成,错误;D 、a连接电源负极,正确。
(2)步骤②将含碘的水溶液转化为含碘的有机溶液,该操作为萃取,故选C。
(3)蒸馏装置的明显错误有冷凝管水流方向应为下进上出,图中为上进下出;接收器瓶口不能用活塞密封。否则不能收集液体。
(4)蒸馏时温度计水银球应与蒸馏烧瓶支管口相平,对应位置为b,故选b。
(5)晒盐后的卤水是海水蒸发浓缩后的产物,卤水中溴离子浓度远高于海水,直接用海水提取溴,溴浓度低,提取效率低成本高,因此采用卤水为原料。
(6)贝壳主要成分为,煅烧生成,与水反应生成即石灰乳,因此石灰乳主要来源于贝壳,故选B。
(7)温度越高,溴的挥发性越强,热空气吹出溴的效率越高;空气通入量越多,溴被吹出的量越多,吹出率越高,因此40℃时吹出率高于15℃,且随空气通入量增加而上升,对应图示为B,故选B。
(8),提取率为70%,则海水中的质量为=30 g,海水中溴元素的浓度为=。
(9)甲方案更佳。理由:先用卤水提溴,剩余液1中仍含有,可直接用于提镁,实现资源充分利用;若先用卤水提镁,加入石灰乳后剩余液2中含有等物质,提溴时通入的会与反应,消耗,降低溴的提取率,因此甲方案更优。
五、安全气囊中的反应原理(24分)
5.汽车的方向盘和前排乘客座位前的仪表板内都有折叠安全气囊,该安全气囊中含有叠氮化钠()、硝酸钾()、二氧化硅()等。其工作原理如下:
①车辆强碰撞后,激活特定的电路,放电使迅速分解:
②生成的Na与发生二次反应:
③与、反应生成盐,消除两种碱性氧化物的腐蚀性。
(1)关于,下列分析正确的是________。
A.电离需要通电
B.是强电解质,其水溶液的导电性一定强
C.熔融状态的中含自由移动的和
D.固态不导电,因其中不含和
(2)标出分解反应中电子转移的方向和数目________,该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(3)能保护司机不受伤害的气囊需要65 L的,在2个大气压和40℃的条件下得到这些,需要________克。(精确到小数点后1位)(已知2个大气压和40℃气体摩尔体积约为)
(4)黑火药爆炸的原理为,当反应转移12 mol电子时,被硫氧化的碳的物质的量为________。
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.3 mol
高铁酸钾(,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
(5)过程①中活细菌表现了________(填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是________(填离子符号);过程③属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(6)制备高铁酸钾常用的反应原理如下。
配平化学方程式:________。
该反应中被氧化的元素为________。
(7)溶液可以将池塘淤泥里的氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,配制得到的氨水测得其导电性较弱,可能是因为:________(用电离方程式表达)。
(8)为探究溶液的导电性,向醋酸中滴加等浓度的氨水至过量,此过程中溶液导电性变化如图所示,结合化学反应方程式解释开始阶段溶液导电性上升的理由:________。
(9)下列离子方程式书写正确的是________。
A.通入水中:
B.碳酸钙与稀硝酸反应:
C.氨水滴入溶液中:
D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应:
【答案】(1)C
(2)
(3)205.6
(4)A
(5) 还原 物理
(6) Fe元素
(7)
(8)醋酸属于弱酸,在溶液中部分电离成和,即,开始溶液中离子浓度较小,随着氨水的滴入,与反应生成强电解质,即,溶液中离子浓度增大,开始阶段溶液的导电性上升
(9)B
【解析】(1)A.电离是在水分子的作用下进行的或者熔融状态下进行,不需要通电,A错误;
B.属于盐,是强电解质,其水溶液的导电性不一定强,导电性强弱取决于离子浓度的大小和离子所带的电荷,B错误;
C.属于离子化合物,熔融状态的中可以电离出自由移动的和,C正确;
D.固态不导电,因其中不含自由移动的和,D错误;
故答案选C。
(2)分解反应中,N元素化合价升高,钠元素化合价+1价降低为0价,电子转移总数,所以分解反应中电子转移的方向和数目为;Na是还原产物,是氧化产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比为。
(3)65 L的,在2个大气压和40℃的条件下,65 L的,氮气物质的量为,设所需要的的物质的量为x mol,根据,得到的Na为x mol,为1.5x mol,再根据,x mol Na又可以得到0.1x mol ,故有,即,所以的质量为3.1625mol×65g/mol~205.6g。
(4)反应中,只有C元素的化合价由0价升为+4价,共转移12 mol电子;当反应转移12 mol电子时,有3 mol C被氧化,S元素的化合价由0价降为-2价,得2 mol电子,则被硫氧化的碳的物质的量为;故答案选A。
(5)过程①中发生还原反应生成,则活细菌发生氧化反应生成灭活细菌,活细菌为还原剂,表现了还原性;发生还原反应得到的产物为还原产物,则该过程的还原产物是;过程③中没有生成新物质,属于物理变化。
(6)Fe由+3价升高为+6价,升高3,Cl由+1价降低为-1价,降低2,根据电子守恒和原子守恒得到反应的化学方程式为
;该反应中被氧化的元素是Fe元素。
(7)氨水()是一种弱电解质,在水中仅部分电离,产生少量的和离子。其电离方程式为,由于电离程度较低,溶液中离子浓度较小,因此导电性较弱。
(8)醋酸属于弱酸,在溶液中部分电离成和,即,开始溶液中离子浓度较小,随着氨水的滴入,与反应生成强电解质,即,溶液中离子浓度增大,开始阶段溶液的导电性上升。
(9)A.通入水中反应生成盐酸和次氯酸,离子方程式为,A错误;
B.碳酸钙与稀硝酸反应生成硝酸钙、水和二氧化碳,离子方程式书写正确,B正确;
C.氨水滴入溶液中反应生成氢氧化铁和氯化铵,离子方程式为,C错误;
D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和氢氧化铜,离子方程式为,D错误;
故答案选B。
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