高一必修二期末冲刺专题之金属冶炼及海水中提取溴和碘解析版Word文档下载推荐.docx
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Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得,以此来解答。
A.Ag为不活泼金属,可利用热分解法冶炼,故A正确;
B.Fe为较不活泼金属,可利用还原法冶炼,故B正确;
C.MgO的熔点高,且Mg为活泼金属,应电解熔融氯化镁冶炼Mg,故C错误;
D.Na为活泼金属,电解熔融氯化钠可冶炼Na,故D正确;
故答案为C。
3.下列金属冶炼的反应原理,错误的是
A.Al2O3+3H22Al+3H2OB.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
C.MgCl2
Mg+Cl2↑D.2Ag2O
4Ag+O2↑
【答案】A
A.H2的还原能力弱,不能将Al2O3还原为Al,冶炼铝应使用电解法,A错误;
B.CO具有还原性,能将Fe从Fe3O4中还原出来,B正确;
C.Mg是活泼金属,难以用还原剂还原,常用电解熔融MgCl2制取,C正确;
D.Ag2O的热稳定性差,受热分解可生成Ag,D正确;
故选A。
4.下列金属的冶炼方法中,属于热还原法的是()
A.2Ag2O4Ag+O2↑B.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
A.该方法属于热分解的方法,A不符合题意;
B.该方法属于湿法炼铜,B不符合题意;
C.该方法属于热还原方法,C符合题意;
D.该方法属于电解方法冶炼金属,D不符合题意;
故合理选项是C。
5.下列各组金属的冶炼最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是
A.Ca、MgB.Al、FeC.Hg、AgD.Fe、Cu
【答案】D
A、Ca和Mg通常用电解方法冶炼,故A错误;
B、Al通常采用电解方法冶炼,Fe采用CO还原法冶炼,故B错误;
C、Hg和Ag一般采用热分解法冶炼,故C错误;
D、Fe和Cu一般采用热还原法冶炼,故D正确。
6.金属锂是密度最小的金属,等质量的不同金属,锂可以释放出更多电子,故常用来制造高性能电池。
已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是
A.电解法B.热还原法C.热分解法D.铝热法
常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等,Na、Mg都很活泼,常用电解法冶炼,而Li活泼性介于Na与Mg之间,则Li也应采用电解法冶炼,故选A。
7.下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是()
A.MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑B.Al2O3+3C2Al+3CO↑
C.Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2↑D.2Ag2O
4Ag+O2↑
【答案】B
A.冶炼金属镁就是电解氯化镁,故错误;
B.冶炼得到金属铝是电解氧化铝,不是用碳金属还原,故正确;
C.冶炼金属铁时用一氧化碳还原,故错误;
D.冶炼金属银就是用加热氧化银,故错误。
故选B。
8.下列物质中,工业上常用电解法冶炼的是()
A.FeB.NaC.CuD.Ag
A.冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,采用热还原法,故A错误;
B.冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al,一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得,Na通常采用电解熔融氯化钠的方法冶炼制备,故B正确;
C.冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,采用热还原法,故C错误;
D.Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得,故D错误;
故答案为B。
9.下列金属冶炼过程中不涉及化学变化的是
A.铝热反应B.高炉炼铁C.沙里淘金D.湿法炼铜
A.铝与某些金属氧化物发生的置换反应称为铝热反应,例如2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe,涉及化学变化;
B.高炉炼铁的主要原理为3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2,涉及化学变化;
C.沙里淘金,利用密度差把粗金块分离出来,属于物理变化,不涉及化学变化;
D.湿法炼铜的原理为:
,涉及化学变化;
答案选C。
10.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是
A.加热氧化铝B.加热氧化汞
C.电解熔融氯化钠D.氢气还原氧化铁
根据金属的活泼性不同采用不同的方法制备金属:
Na、Mg、Al等金属用电解法;
Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属用热还原法;
Hg、Ag等金属用热分解法冶炼。
A.
三氧化二铝熔点很高,受热不分解,通常用电解氧化铝法制备铝,A项错误;
B.加热氧化汞得到汞和氧气,B项正确;
C.电解熔融氯化钠得到金属钠和氯气,C项正确;
D.氢气还原氧化铁得到铁单质和水,D项正确;
答案选A。
11.海带中含有碘元素,某校研究性学习小组设计了如下实验步骤来提取碘:
①通足量氯气②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌③加CCl4振荡④过滤⑤用分液漏斗分液。
合理的操作顺序为
A.①→③→⑤→②→④B.②→①→③→④→⑤
C.②→④→①→③→⑤D.③→①→②→⑤→④
从海带中提取碘,首先应该将海带剪碎,用酒精湿润后灼烧成灰烬,然后加水并加热,搅拌是I-充分溶解,再过滤,向滤液中通入足量的氯气后,将I-转化为I2,再用CCl4萃取分液得到,故正确的顺序为:
②→④→①→③→⑤;
故答案为:
C。
12.实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括:
氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。
已知:
①蒸馏时各组分的沸点差异越大,分离效果越好;
②可能用到的数据信息和装置如下:
下列说法错误的是
A.②的作用是吸收多余Cl2,防止空气污染
B.用③进行萃取时,选择乙苯比CCl4更合理
C.乙苯和CCl4萃取Br2时现象相同,都是分层,上层无色,下层橙色
D.仪器⑤的名称为冷凝管,其中b为进水口,a为出水口
A.氯气有毒,用装置②吸收多余Cl2,防止空气污染,A正确;
B.根据溴、乙苯和CCl4的沸点可知,溴与乙苯的沸点差较大,用乙苯萃取溴便于后续提纯溴,B正确;
C.乙苯的密度比水小,萃取现象为上层橙色,下层无色,C错误;
D.根据仪器形状可知仪器⑤为冷凝管,b为进水口,a为出水口,D正确;
13.从海带灰中提取碘的实验步骤如下:
干海带
海带灰
悬浊液
滤液
碘水
I2的CCl4溶液
I2
则该过程中不涉及下面哪项操作:
A.
B.
C.
D.
A.该图示操作为过滤,在分离悬浊液时通过过滤得到滤液需要进行过滤操作,A不符合题意;
B.图示操作为蒸发,从I2的CCl4溶液中得到I2需要进行蒸馏操作,不需使用蒸发,B符合题意;
C.图示操作为分液,向碘水中加入CCl4,利用I2易溶于CCl4而在水中溶解度小,H2O与CCl4是互不相溶的两层液体的性质,用CCl4作萃取剂得到I2的CCl4溶液,然后通过分液与水层分离,使用分液操作,C不符合题意;
D.图示操作为蒸馏,根据I2的CCl4溶液中溶质与溶剂沸点的不同,采用蒸馏方法分离,D不符合题意;
故合理选项是B。
14.海水开发利用的部分过程如图所示。
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用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
A、向苦卤中通入氯气置换出溴单质,分离得到溴,通入氯气是为了提取溴,A正确;
B、粗盐中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等杂质,精制时通常在溶液中依次加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液和过量的碳酸钠溶液,过滤后向滤液中加入盐酸到溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯,B正确;
C、工业常选用生石灰或石灰乳作为沉淀剂,C错误;
D、提取溴时一般用氯气置换出溴单质,由于Br2具有挥发性,用空气和水蒸气吹出溴单质,再用二氧化硫将其还原吸收转化为溴化氢,达到富集的目的,D正确;
15.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法正确的是()
A.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
D.第一次通入Cl2的目的是氧化Br-,第二次通Cl2的目的是氧化SO2
A.通入过量氯气与溴离子反应生成溴单质,再鼓入空气和水蒸气使溴蒸气挥发进入吸收塔,但进入吸收塔的还有空气、水蒸气和过量的氯气,A错误;
B.在吸收塔里发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,所以从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4,B正确;
C.在吹出塔通入水蒸气,有助于溴挥发出去,没有参加反应;
在蒸馏塔中,发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使溴挥发,未参与反应,C错误;
D.第一次、第二次通入Cl2的目的都是氧化Br-,D错误;
答案选B。
16.从海水提取镁和溴的流程如图,请回答相关问题。
(1)从海水中提取镁的流程如图所示(框图中是主要产物):
i.反应①的离子方程是_____;
ii.反应②的化学方程式是_____。
(2)从海水中提取溴的流程如图所示(框图中是主要产物):
i.过程②中,向混合液中吹入热空气,将溴吹出,用纯碱吸收,吹入热空气的目的是______。
ii.过程③中反应的化学方程式是______。
iii.若最终得到的溴单质中仍然混有少量的Cl2,则除去该杂质的方法是______。
(结合离子方程式回答)。
【答案】Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2↑温度升高,气体的溶解度减小,另外空气不与溴发生反应,可以搅动液体,有利于溴蒸气的逸出5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O加入适量溴化钠,利用有机溶剂将溴分离提纯,Cl2+2Br-═Br2+2Cl-
(1)根据流程图中物质间的转化关系书写方程式;
(2)i.根据气体在水中的溶解度的影响因素结合溴易挥发分析热空气吹入法的原理和目的;
ii.根据流程图中物质间的转化关系书写方程式;
iii.根据氯气能将溴离子氧化为溴单质,结合除杂原则分析解答。
(1)i.反应①是Mg(OH)2与盐酸反应转化为MgCl2,反应的化学方程式为:
2HCl+Mg(OH)2═MgCl2+2H2O,离子方程式为:
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,故答案为:
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
ii.反应②为电解熔融的氯化镁生成镁和氯气,反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故答案为:
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)i.溴是易挥发的液体单质,向混合液中吹入热空气,温度升高,气体的溶解度减小,另外空气不与溴发生反应,可以搅动液体,有利于溴蒸气的逸出,故答案为:
温度升高,气体的溶解度减小,另外空气不与溴发生反应,可以搅动液体,有利于溴蒸气的逸出;
ii.过程③中酸性条件下NaBr、NaBrO3发生氧化还原反应生成溴单质,反应的化学方程式为3H2SO4+5NaBr+NaBrO3=3Na2SO4+3Br2+3H2O,故答案为:
5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O;
iii.氯气具有氧化性,溴离子具有还原性,若最终得到的溴单质中仍然混有少量的Cl2,可以加入适量溴化钠,再利用有机溶剂将溴分离提纯,Cl2+2Br-═Br2+2Cl-,则可除去杂质氯气,故答案为:
加入适量溴化钠,利用有机溶剂将溴分离提纯,Cl2+2Br-═Br2+2Cl-。
17.某学习小组做了如下实验探究海带中碘元素的存在形式,探究过程如图:
(1)操作I为灼烧,则灼烧时应该用___(仪器名称)盛装海带,操作II为___;
(2)水浸时通常要将悬浊液煮沸2-3min,目的是___。
(3)操作III,是同学们对溶液A中碘元素的存在形式进行的探究实验。
推测:
①以IO
形式存在②以I-形式存在
查阅资料:
IO
具有较强的氧化性将上述溶液稀释配制成200mL溶液,请完成下列实验探究。
限选试剂:
3%H2O2溶液、KSCN溶液、FeC12溶液、稀硫酸
序号
实验操作
实验现象
结论
①
取少量稀释后的溶液A加入淀粉后再
用硫酸酸化,分装于试管I、II
无现象
②
往试管I中加入FeC12溶液,然后加入2滴KSCN溶液并振荡;
___
证明不是以IO
形式存在
③
往试管II中加入___;
____
证明以I-形式存在
(4)取20mL稀释后溶液A于锥形瓶,滴加0.01mo1/LKMnO4溶液至溶液刚显浅红色,将I-氧化为I2并得到溶液B;
已知在酸性条件下,MnO
的还原产物为Mn2+,写出离子方程式___。
【答案】坩埚过滤加快含碘物质在水中的溶解,以使灰烬中的含碘物质尽可能多的进入溶液无明显现象/不变红3%H2O2溶液并振荡变蓝2MnO
+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O
实验中,将干海带放入坩埚中灼烧得到固体粉末Ⅰ(海带灰),水浸后过滤得到固体B和溶液A,溶液A中含有碘元素,利用氧化还原反应的相关知识点进行探究碘元素的存在形式。
(1)干海带放入坩埚中灼烧得到固体粉末Ⅰ(海带灰),水浸后过滤得到固体B和溶液A,故答案为:
坩埚;
过滤;
(2)为了加快含碘物质在水中的溶解,以使灰烬中的含碘物质尽可能多的进入溶液,水浸时通常要将悬浊液煮沸2-3min,故答案为:
加快含碘物质在水中的溶解,以使灰烬中的含碘物质尽可能多的进入溶液;
(3)若碘元素不是以IO
形式存在时,则Fe2+不会被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液后无明显现象,若以I-形式存在,可用3%H2O2溶液氧化I-为I2,I2可以使淀粉溶液变蓝,故答案为:
无明显现象/不变红;
3%H2O2溶液并振荡;
变蓝;
(4)根据题干信息,向溶液A中加入0.01mo1/LKMnO4溶液至溶液刚显浅红色,KMnO4和I-发生氧化还原反应,KMnO4将I-氧化为I2,MnO
被还原为Mn2+,根据氧化还原反应得失电子守恒可得离子反应方程式为2MnO
+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故答案为:
2MnO
+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O。
18.实验法是学习化学的重要方法。
Ⅰ.海带中含有丰富的碘元素,以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如下(已知2I-+Cl2=2Cl-+I2,碘与溴一样易溶于有机溶剂):
(1)实验操作①的名称:
___。
(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的__。
(3)实验步骤③提取碘的过程中,不能选用的溶剂是__。
A.苯B.酒精C.四氯化碳
(4)从海藻开始经过5步操作到含碘的有机溶液的实验过程中,要用到多种实验仪器。
已知实验室里有坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、酒精灯、石棉网、以及必要的夹持仪器等物品,尚缺少的玻璃仪器是___、___。
【答案】过滤将I-转化为I2B漏斗分液漏斗
海藻经过晒干、灼烧后可除去其中的有机物,剩余含碘的无机盐,浸泡后无机盐溶于水,过滤掉不溶物,溶液中有I-,经过Cl2的氧化,I-转化为I2,用有机物萃取分液,再经过蒸发等操作,得到碘单质。
(1)将海藻灰的悬浊液进行过滤后得到含有碘离子的溶液,实验操作①的名称为过滤;
(2)碘离子变为碘单质,需要加入氧化剂,因此实验步骤②中加适量Cl2的目的是将I-转化为I2;
(3)提取碘的过程为萃取,萃取剂选择原则:
①和原溶液中的溶剂互不相溶;
②对溶质的溶解度要远大于原溶剂;
A.苯与水互不相溶,碘在苯中溶解度远远大于水中,A可以萃取;
B.酒精与水互溶,不能萃取碘水中的碘,B不可以萃取;
C.四氯化碳与水互不相溶碘在四氯化碳中溶解度远远大于水中,C可以萃取;
(4)将海藻变为海藻灰,需要进行灼烧,用到的仪器有:
坩埚、坩埚钳、石棉网、泥三角等;
将海藻灰的悬浊液进行过滤,需要用到玻璃棒、烧杯、漏斗;
将碘进行萃取和分液,需要仪器有:
玻璃棒、烧杯、分液漏斗;
综合上述分析,从海藻开始经过5步操作到含碘的有机溶液的实验过程中,尚缺少的玻璃仪器是:
分液漏斗,漏斗;
19.某同学设计以下实验方案,从海带中提取I2。
(1)操作①的名称是______。
(2)向滤液中加入双氧水的作用是______。
(3)试剂a可以是______(填序号)。
①四氯化碳②苯③酒精④乙酸
(4)I–和IO3-在酸性条件下生成I2的离子方程式是________________。
(5)上图中,含I2的溶液经3步转化为I2的悬浊液,其目的是____________。
【答案】过滤将I-氧化为I2①②5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O富集碘元素
分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法为过滤。
海带灰中含KI,该物质容易溶于水,具有还原性,在酸性条件下被H2O2氧化为I2,I2容易溶于有机溶剂而在水中溶解度较小,可以通过萃取作用分离碘水。
向含有I2的有机物中加入NaOH溶液,发生歧化反应反应生成碘化钠、碘酸钠,进入到水溶液中,向其中加入稀硫酸酸化,I-、IO3-、H+发生反应产生I2的悬浊液,过滤,分离得到粗碘。
(1)操作①是分离难溶性固体与可溶性KI水溶液的操作方法,名称是过滤;
(2)向滤液中加入双氧水的作用是将I-氧化为I2;
(3)试剂a是从I2的水溶液中分离得到I2,可以根据I2容易溶于有机溶剂苯、四氯化碳中溶解度大而在水中溶解度较小,苯或四氯化碳与水互不相容,且与I2不反应的性质,通过萃取分离得到,因此可以是四氯化碳、苯,而不能使用与水互溶的或容易溶于水的乙醇、乙酸,故合理选项是①②;
(4)I–和IO3-在酸性条件下生成I2和水,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式是5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;
(5)上图中,含I2的溶液经3步转化为I2的悬浊液,其目的是提高I2的浓度,达到富集碘元素的目的。
20.如图是海带中提取碘的流程图:
回答下列问题。
(1)干海带在_____________________中灼烧(填仪器名称)
(2)操作I名称为_____________________
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并_____________________,在本实验分离过程中,碘的四氯化碳应该从分液漏斗的_____________________(填“上口倒出”或“下口放出”)
(4)操作II名称为_____________________,该操作中加入碎瓷片的作用是_____________________;
如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是_____________________(填标号)。
A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料
(5)在操作II中,仪器选择及安装都最合理的是_____________________(填标号)。
【答案】坩埚过滤检漏下口放出蒸馏防止暴沸Bb
根据流程分析可知,将海带在坩埚中灼烧得到海带灰,将海带灰溶解、过滤得到滤液,滤液中含有碘离子,在酸性条件下,二氧化锰将碘离子氧化生成碘,然后用有机溶剂苯萃取碘,最后采用蒸馏方法得到有机溶剂和碘晶体,结合基本实验仪器与操作进行分析解答。
(1)灼烧物质应该在坩埚中进行,因此干海带在坩埚中灼烧,故答案为:
(2)比较操作Ⅰ前后物质的存在形式可知,操作Ⅰ应为分离难溶固体和液体的过滤操作,故答案为:
(3)分液漏斗在使用前必须清洗干净并检漏,由于CCl4的密度比水大,所以萃取后碘的四氯化碳溶液在下层,分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,故答案为:
检漏;
下口放出;
(4)操作Ⅱ为从碘的有机溶剂中分离出单质碘,则操作Ⅱ应为分离易溶固体和液体的蒸馏操作,蒸馏时需加入碎瓷片防止暴沸,若加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,需停止加热,待冷却后再补加碎瓷片,故答案为:
蒸馏;
防止暴沸;
B;
(5)蒸馏时,温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,冷凝管采用直形冷凝管,便于馏分流出,故答案为:
b。
21.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库。
(1)无需经过化学变化就能从海水中获得的物质是________(填序号)
A氯气B淡水C烧碱D食盐
(2)从海水制得的粗盐中含有较多的Mg2+、Ca2+、SO
等,要除去这些离子,下列加入药品顺序正确的是________(填序号)
ANaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液BBaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液
CNaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液DNa2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液
(3)从海水中得到溴的过程如下:
①写出由“苦卤”变成“含溴海水”的离子方程式________
②写出④发生反应的化学方程式________
③某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:
Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。
他们参观生产过程后,设计了如图所示实验装置:
图中仪器B冷却水的出口为______(填“
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