专题14 卤素 海水资源的开发和利用高考化学一轮复习一遍过解析版Word格式.docx
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4.类比推理是学习化学的重要的思维方法,下列陈述Ⅰ及类比推理陈述Ⅱ均正确的是
选项
陈述Ⅰ
类比推理陈述Ⅱ
A
单质的熔点Br2<
I2
单质的熔点Li<
Na
B
工业上电解熔融的Al2O3得到铝单质
工业上电解熔融的MgO得到镁单质
C
还原性:
I->
Br-
P3->
N3-
D
实验室:
Cl2+2KBr(aq)=2KCl(aq)+Br2
F2+2KBr(aq)=2KF(aq)+Br2
【答案】C
【解析】A、Br2、I2属于分子晶体,影响熔沸点高低的因素是分子间作用力;
碱金属Li、Na为金属晶体,单质熔点与金属键有关,没有因果关系,选项A错误;
B、Al2O3、MgO均为高熔点化合物,氯化铝为共价化合物熔融状态下不导电,工业上电解熔融的Al2O3得到铝单质,但工业上电解熔融的MgCl2得到镁单质,选项B错误;
C、非金属性越强,单质的氧化性越强,其简单离子的还原性越强,故还原性I->
Br-、P3->
N3-,选项C正确;
D、F2具有很强的氧化性,与溴化钾溶液反应时先与水反应生成HF和氧气,不能置换出溴单质,选项D错误。
5.为达成下列实验目的,所用方法正确的是
实验目的
实验方法
A.
证明海带提碘实验中有碘生成
浸出液中加入足量氯水再加入少量淀粉溶液
B.
检验FeSO4溶液是否完全变质
试样中滴酸性KMnO4溶液
C.
实验室制取溴苯
光照苯和液溴的混合物
D.
除去乙烷中的乙烯气体
催化加热条件下与H2反应
【解析】A.足量氯水可将碘离子氧化为碘酸根离子,加淀粉不能检验,故A错误;
B.亚铁离子具有还原性,能使高锰酸钾褪色,可检验FeSO4溶液是否完全变质,故B正确;
C.苯与液溴在催化剂条件下发生取代反应,反应条件不合理,故C错误;
D.易引入新杂质氢气,不能除杂,应选溴水,采用洗气法除去,故D错误。
6.下列叙述中正确的是( )
A.碘易升华,所以碘要保存在棕色细口瓶中
B.液溴应保存在磨口玻璃塞试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气
D.碘易溶于酒精,所以用酒精从碘水中萃取碘
【解析】A.碘易升华,但碘是固体,所以碘不能保存在棕色细口瓶中,应该用广口瓶,A错误;
B.液溴易挥发,应保存在磨口玻璃塞试剂瓶中,并进行水封,B正确;
C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体可以是氯气或臭氧等氧化性气体,C错误;
D.碘易溶于酒精,但是酒精和水互溶,不分层,不能用酒精从碘水中萃取碘,D错误。
7.食用加碘盐常是将KIO3或KI按一定比例加入食盐中配置而成。
已知:
氧化性:
IO3->I2。
下列说法不正确的是()
A.以KIO3作为加碘剂时,碘不易损失,说明KIO3稳定,在高温时不会分解
B.以KIO3作为加碘剂时,将该加碘盐溶于稀硫酸,将该溶液滴在淀粉碘化钾试纸上,试纸会变蓝色
C.以KI作为加碘剂时,可加入某些物质作为稳定剂以减少碘的损失
D.某地的食盐中含少量的Fe2+,宜选用KI作为加碘剂
【答案】A
【解析】A、KIO3在高温时分解,而不是不分解,故A错误;
B.以KIO3作为加碘剂时,将该加碘盐溶于稀硫酸,碘酸根离子的氧化性大于碘,酸性条件下,碘酸根离子能氧化碘离子生成碘,碘遇淀粉变蓝色,故B正确;
C、碘离子具有强还原性,所以以KI作为加碘剂时,加入还原剂防止被氧化,故C正确;
D、Fe2+易被氧化成铁离子,若加入用KIO3作为加碘剂,则其易被亚铁离子还原成单质碘,碘易升高而损失,所以宜选用KI作为加碘剂,故D正确。
8.氰[(CN)2]的化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间,下列有关反应方程式不正确的是
A.(CN)2和NaOH溶液反应:
(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O
B.MnO2和HCN反应:
MnO2+4HCN(浓)
Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O
C.在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl2:
Cl2+2CN-=2Cl-+(CN)2
D.向KCN溶液中加入碘水:
I2+2KCN=2KI+(CN)2
【解析】A.根据Cl2和氢氧化钠的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O类推,(CN)2和NaOH溶液反应:
(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O,A正确;
B.根据二氧化锰和浓盐酸反应的方程式类推可知MnO2和HCN反应:
Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O,B正确;
C.在氧化还原反应中,当有多种还原剂时,往往是还原剂最强的优先反应,所以在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl2,首先氧化CN-:
Cl2+2CN-=2Cl-+(CN)2,C正确;
D.若该反应能够发生,则说明I2的氧化性大于(CN)2,显然与题给的氧化性强、弱的信息不符,故该反应不能发生,D错误。
9.气体X可能含有Cl2、HBr、CO2中的一种或几种,已知X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸;
若将X通入澄清石灰水中,却不见沉淀产生。
则对气体X的成分的分析,下列说法正确的是( )
A.一定含有HBr,可能含有CO2
B.一定不含CO2
C.一定含有Cl2
D.可能含有CO2、Cl2
【解析】因X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸,说明含有HBr,由于氯气能够氧化溴化氢,则混合气体中一定不含Cl2;
由于气体X含有HBr,即使有CO2也不一定能生成沉淀,因为生成的沉淀能与HBr反应,所以X通入澄清的石灰水中却不见沉淀产生,故X中可能含有CO2,根据以上分析可知,X中一定含有HBr,一定不含Cl2,可能含CO2,故A正确。
10.在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量的Cl2,然后把溶液蒸干,并将剩余残渣蒸干灼烧,最后留下的物质为( )
A.NaCl和NaBr的混合物B.NaCl和I2
C.NaClD.NaCl、Br2和I2
【解析】在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量的Cl2,则氯气可将溴离子与碘离子氧化为溴单质与碘单质,同时生成氯化钠,溶液蒸干灼烧后,多余的氯气逸出,溴单质挥发、碘单质升华,最后会剩下氯化钠,故C项正确。
11.关于用CCl4萃取碘水的说法中不正确的是
A.萃取后水层颜色变浅B.碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C.萃取后CCl4溶液层为紫红色D.萃取后水层颜色变红且在下层
【解析】A、碘进入四氯化碳层,水层颜色变浅,故A正确;
B、碘在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大,可用四氯化碳萃取,故B正确;
C、碘的CCl4溶液呈紫红色,故C正确;
D、萃取后水层颜色变浅且在上层,故D错误。
12.海藻中含丰富的、以离子形式存在的碘元素。
下图是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分:
下列判断正确的是()
A.步骤①、③的操作分别是过滤、萃取分液
B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全
C.步骤③中加入的有机溶剂是乙醇
D.步骤④的操作是过滤
【解析】A、①分离悬浊液可用过滤除去不溶物,③是将水中的碘单质萃取到有机层,用到操作为萃取分液,故A正确;
B、淀粉可检验碘单质是否生成;
检验反应是否进行完全,应检验溶液中是否含有碘离子,若无碘离子则证明反应完全,故B错误;
C、萃取剂必须要求与原溶剂不互溶,酒精与水互溶,故C错误;
D、步骤④的操作应该是蒸馏,故D错误。
13.由于碘是卤素中原子半径较大的元素,可能呈现金属性。
下列事实能够说明这个结论的
A.已经制得了IBr、ICl等卤素互化物
B.已经制得了I2O5等碘的氧化物
C.已经制得了I(NO3)3、I(CIO4)3·
H2O等含I3+离子的化合物
D.碘易溶于KI等碘化物溶液,形成I3-离子。
【解析】A.IBr、ICl是共价化合物,这些化合物中都不存在单个碘原子的阳离子,所以不能根据这些事实证明碘元素呈现金属性,A错误;
B.I2O5等碘的氧化物是共价化合物,不存在单个碘原子的阳离子,所以不能根据这些事实证明碘元素呈现金属性,B错误;
C.I(NO3)3、I(CIO4)3·
H2O等化合物中碘呈正价,含I3+离子,体现了金属性,C正确;
D.碘易溶于KI等碘化物溶液形成I3-离子,但不存在单个碘原子的阳离子,D错误。
14.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法,硝酸银显像法就是其中的一种:
人的手上有汗渍,用手动过白纸后,手指纹线就留在纸上。
如果将溶液①小心地涂到纸上,溶液①中的溶质就与汗渍中的物质②反应,生成物质③,物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,指纹线就由棕色变成黑色。
则这三种物质是(
)
A.①硝酸银、②溴化钠、③溴化银B.①硝酸银、②氯化钠、③氯化银
C.①氯化银、②硝酸银、③氯化钠D.①硝酸银、②碘化钠、③碘化银
【解析】本题考查物质的推断。
汗渍中含有NaCl,即②为NaCl,AgCl不稳定,在光照条件下分解生成灰褐色银粒,而物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,则说明①为AgNO3,③为AgCl,将AgNO3涂在纸上,发生AgNO3+NaCl
AgCl↓+NaNO3,故该题选B。
15.无水MgBr2可用作催化剂.实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1。
Mg与Br2反应剧烈放热;
MgBr2具有强吸水性。
下列说法错误的是()
A.实验必须要缓慢通入干燥的N2以免反应过于剧烈
B.若用干燥的空气代替干燥的N2,其主要的缺点是制得的MgBr2中含有杂质。
C.装有无水CaCl2固体A的作用是防止外界水蒸气进入反应装置
D.冷凝管起冷凝回流作用,可防止乙醚、溴等的挥发
【解析】A.实验中要缓慢通入干燥的N2,使得溴蒸气的浓度减小,可以使镁屑和溴的反应速率减慢,故A正确;
B.本实验要用镁屑和液溴反应生成溴化镁,所以装置中不能有能与镁反应的气体,例如氧气,若用干燥的空气代替干燥的N2,空气中含有氧气,镁屑与氧气反应生成的氧化镁阻碍Mg和Br2的反应,故B错误;
C.装有无水CaCl2固体的干燥管A可以防止外界水蒸气进入反应装置,因为MgBr2具有强吸水性,故C正确;
D.乙醚、溴均易挥发,冷凝管能够将乙醚、溴冷凝回流,提高乙醚、溴的利用率,故D正确。
16.氯气性质的微型实验装置如图所示,①是浓盐酸,⑥是高锰酸钾,②至⑤是滤纸条,依次滴有石蕊试液、淀粉KI试液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2几种溶液,实验时滴几滴浓盐酸,下列说法不正确的是
A.产生氯气的离子方程式为:
16H++10C1-+2MnO4-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
B.⑤处变红色,发生反应为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2C1-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
C.②处先变红后褪色,能说明氯气溶于水后,溶液有酸性和强氧化性
D.③处变蓝,④处变橙色能说明氧化性:
Cl2>
Br2>
I2
【解析】A、高锰酸钾溶液和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,反应的离子方程式为:
16H++10Cl-+
2MnO4-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,所以A选项是正确的;
B、氯气氧化氯化亚铁为氯化铁,铁离子遇到硫氰酸钾溶液显红色,反应为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,所以B选项是正确的;
C、氯气具有漂白性可以使品红褪色,氯气遇到水反应生成盐酸和次氯酸遇到石蕊试液先变红色后褪色,所以C选项是正确的;
D、氯气和碘化钾反应生成碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝色,氯气和溴化钾反应生成溴单质,溶液呈橙色,是溴单质溶于水的现象,上述反应说明氯气氧化性大于碘单质和溴单质,但不能证明溴单质氧化性大于碘单质,故D错误;
所以D选项是正确的。
17.碘在自然界中有很多存在形式,在地壳中主要以NaIO3形式存在,在海水中主要以I-形式存在,几种粒子与Cl2之间有以下转化关系:
以下说法不正确的是
A.①中发生的反应是:
2I-+Cl2=I2+2Cl-
B.I-与过量Cl2发生的反应是:
I-+3Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+
C.以上反应中,氯气都体现氧化性,具体表现为:
氯元素由0价降低为-1价
D.通过以上信息,可预测:
若在加入淀粉的KI溶液中逐滴滴加氯水,不能观察到溶液变蓝的现象
【解析】A.①中碘离子被氯气氧化生成X是单质碘,发生的反应是:
2I-+Cl2=I2+2Cl-,A正确;
B.单质碘可以继续被氯气氧化为碘酸根离子,则I-与过量Cl2发生的反应是:
I-+3Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+,B正确;
C.以上反应中,氯气都体现氧化性,具体表现为:
氯元素由0价降低为-1价,C正确;
D.通过以上信息,可预测:
若在加入淀粉的KI溶液中逐滴滴加氯水,能观察到溶液变蓝的现象,D错误。
18.食盐中所加的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在。
根据反应:
IO
+5I
+6H
===3I2+3H2O,可用淀粉KI试纸和食醋进行实验,证明加碘食盐中存在IO
。
下列说法不正确的是
A.实验时可观察到试纸变蓝
B.实验可证明该条件下I
可被IO
氧化
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:
5
D.可根据元素周期律推断出酸性:
HIO3<
HClO3
【解析】A、生成的碘遇到淀粉变蓝,故A正确;
B、酸性条件下,I―能被IO3―氧化,故B正确;
C、上述反应中氧化剂(IO3―)和还原剂(I―)的物质的量之比为1:
5,故C正确;
D、可根据元素周期律推断出酸性:
HIO4<
HClO4,故D错误;
故选D。
19.海水中溴含量约为65mg·
L-1,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Br2,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中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:
_____
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。
写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式:
__________。
(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是____。
A.乙醇B.四氯化碳 C.烧碱溶液D.苯
【答案】富集(或浓缩)溴元素C3 3 1 5 3SO2+Br2+2H2O
2HBr+H2SO4BD
【解析】本题考查海水中提取溴的化学工艺流程。
分析:
海水晒盐得到氯化钠和卤水,电解氯化钠溶液或电解熔融氯化钠得到氯气,氯气通入卤水氧化溴离子为溴单质,得到低浓度的溴单质的溶液,通入热空气吹出溴蒸气,用纯碱溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴单质,起到富集溴的作用,最后得到工业溴。
详解:
(1)步骤Ⅰ中已获得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通入热空气或水蒸气吹出Br2,就是利用溴的挥发性,故选C;
(3)流程Ⅱ中根据元素守恒知,生成物还有CO2,该反应中Br元素化合价由0价变为-1价、+5价,其最小公倍数是5,再结合原子守恒或电荷守恒得方程式为3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2;
(4)溴具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,二者在水溶液中混合易发生氧化还原生成氢溴酸和硫酸,反应方程式为SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4;
(5)萃取剂的选取标准:
萃取剂和溶质不反应、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶。
乙醇易溶于水,所以不能作萃取剂,故错误;
四氯化碳符合萃取剂选取标准,所以能作萃取剂,故正确;
烧碱溶液和溴能发生反应,所以不能作萃取剂,故错误;
苯符合萃取剂选取标准,所以能作萃取剂,故正确。
故选BD。
20.(北京市朝阳区2019届高三第一学期期末考试)溴主要以Br-形式存在于海水(呈弱碱性)中,利用空气吹出法从海水中提溴,工艺流程示意如下。
资料:
常温下溴呈液态,深红棕色,易挥发。
(1)酸化:
将海水酸化的主要目的是避免___(写离子反应方程式)。
(2)脱氯:
除去含溴蒸气中残留的Cl2
①具有脱氯作用的离子是____。
②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入____,脱氯作用恢复。
(3)富集、制取Br2:
用Na2CO3溶液吸收溴,Br2歧化为BrO3-和Br-。
再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2,其离子反应方程式为____。
(4)探究(3)中所用H2SO4浓度对Br2生成的影响,实验如下:
序号
试剂组成
1mol/LNaBr
20%H2SO4
98%H2SO4
将B中反应后溶液用水稀释
实验现象
无明显现象
溶液呈棕红色,放热
溶液颜色变得很浅
①B中溶液呈棕红色说明产生了____。
②分析C中溶液颜色变浅的原因,甲同学认为是发生了化学反应所致;
乙同学认为是用水稀释所致。
若认为甲同学的分析合理,请用具体的反应说明理由;
若认为乙同学的分析合理,进一步设计实验方案说明。
理由或方案:
____。
③酸化歧化后的溶液宜选用的酸是____(填“稀硫酸”或“浓硫酸”)。
【答案】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OFe2+、Br-铁粉BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2OBr2理由:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案:
用CCl4萃取颜色很浅的溶液,观察溶液下层是否呈棕红色稀硫酸
【解析】
(1)海水中溴元素以Br-存在,从海水中提取溴单质,要用Cl2氧化溴离子得到,但海水呈碱性,若不酸化,就会发生反应:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,影响溴的提取;
(2)①将溴蒸气的残留的Cl2脱去,可利用氯气有强的氧化性,要加入能与Cl2反应,但不能与Br2反应的物质,如Fe2+、Br-;
②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入还原铁粉,物质具有还原性,脱氯作用就恢复;
(3)用Na2CO3溶液吸收溴,Br2歧化为BrO3-和Br-。
再用H2SO4酸化,BrO3-和Br-及H+发生归中反应得到Br2,其离子反应方程式为BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O;
(4)①B中溶液呈棕红色是由于Br2是红棕色物质,产生了Br2;
②若甲同学说法正确,则会发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,消耗了溴单质;
若乙同学说法正确,则要把颜色很浅的溶液用CCl4萃取,利用CCl4密度比水大,溴单质容易溶于CCl4,观察下层液体颜色否呈棕红色即可;
③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化无明显现象,若用浓硫酸酸化,溶液变为红棕色,反应放出热量,会导致溴单质挥发,所以酸化要用稀硫酸。
21.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某学习小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
回答问题:
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是_____。
实验室在加热条件下制取该气体的离子方程式为_______。
(2)验证氯气的氧化性强于碘单质的实验现象是____________。
(3)C中溶液发生反应的离子方程式是_______________。
(4)过程Ⅲ实验的目的:
甲同学认为试管B的作用就是吸收尾气,防止多余Cl2污染空气,因此B中盛装的最佳试剂应该为________。
乙同学经分析认为,B中溶液由黄色变为棕红色,发生反应的化学方程式为____________,以此说明C中_________,从而得出D中氧化I-的氧化剂必为Br2,因此B装置是必不可少的。
(5)过程Ⅳ为:
打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下试管D震荡,静置,观察到的现象为___________,发生反应的离子方程式为_________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的本质原因:
同主族元素从上到下_________,得电子能力逐渐减弱。
【答案】
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++2H2O+Cl2↑淀粉KI试纸变蓝Cl2+2Br-=Br2+2Cl-NaOH溶液Cl2+2NaBr=Br2+2NaClBr-过量,溶液中没有Cl2试管中溶液分层,下层溶液呈紫红色Br2+2I-=I2+2Br-电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
【解析】
(1)A中产生黄绿色气体为氯气,氯原子间形成1对共用电子对,电子式为:
,实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条
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