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文档介绍
2020届一轮复习人教版海水的综合利用课时作业
2020届一轮复习人教版 海水的综合利用 课时作业 学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________ 1、对海水进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确的是( ) A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO42- B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为:2Br- + Cl2 == 2Cl- + Br2 C.试剂1可以选用石灰乳 D.工业上,电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁 2、下列各组实验现象可用同一原理解释的是( ) A.品红溶液中分别通入SO2和Cl2,品红均褪色 B.溴水分别滴入植物油和裂化汽油中,溴水均褪色 C.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度都会降低 D.鸡蛋白溶液中分别加入NaCl溶液和CuCl2溶液,均有固体析出 3、NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是( ) A. 25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大 B. 石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂 C. 常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应 D. 图中的转化反应都是氧化还原反应 4、海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( ) A.除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段 C.③④⑤中溴元素均被氧化 D.蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法 5、下列对工业生产的应用或解释错误的是( ) A.从海水中提取镁、溴和碘的过程均涉及氧化还原反应 B.电渗析法是一种利用离子交换技术淡化海水的方法 C.炼铁工业中可通过提高烟囱来减少污染气体的排放 D.氯碱工业中阳离子交换膜的主要作用是防止氯气和氢气以及氢氧化钠反应 6、海水提镁的主要流程如下,下列说法正确的是( ) ①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤采用电解法冶炼镁是因为镁很活泼 A. ①②③④⑤ B. ②③ C. ④⑤ D. ①④⑤ 7、某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水,并以四氯化碳(沸点76.80C)为溶剂将碘从碘水中提取出来,具体过程如图所示。 请回答下列问题: (1)操作①的名称为 、 ; (2)操作②中用到氯气,请写出实验室制取氯气反应的离子方程式 ; (3)向含碘单质的水溶液中加入CCl4 振荡、静置后,观察到的现象是 ; (4)操作③中,将含碘单质的水溶液与CCl4在分液漏斗中混合、振荡摇匀放在铁架台的铁圈上,分液漏斗的下端尖嘴处紧贴在承接的烧杯内壁上静置后,下面的操作步骤是 ; (5)从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂,该实验需要的主要玻璃仪器除酒精灯、烧杯、温度计、锥形瓶外,还需要 ,实验中温度计水银球所处位置为 ,锥形瓶中收集到物质的名称为 。 8、海洋是一座巨大的化学资源宝库,从中可以提取许多常见的化学物质,结合所学知识回答下列问题, (1)“吹出法”提溴空气吹出法是工业规模提溴的常用方法,其流程如下: 其中步骤②~④的目的是________________________________________________。步骤③反应的离子方程式为_______________________________________________。除SO2外,步骤③还可以选用Na2CO3溶液吸收溴,主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3(未配平),吸收1molBr2时,转移电子的物质的量为__________________mol。 (2)实验室模拟从海带中提取碘,可能经历如下操作(或过程),请选择必要的操作(或过程),并按实验的先后顺序排列________________________________________________(填写编号) 仪器X的名称__________________,将X中的液体分离的具体操作为:打开X上端玻璃塞,_______________________________________________________________________________。 (3)卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。现以卤块为原料按下图流程制备轻质氧化镁,若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,请根据表1和表2提供的资料,回答下列问题: 已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去。 步骤①反应的离子方程式为:___________________________________________________; 步骤②的反应方程式为:_______________________________________________________。 9、空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一.其工艺流程如下: (1)步骤④的离子反应方程式为 . (2)溴微溶于水,步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,它们的相对密度相差较大.分离出液溴的实验室方法为 . (3)步骤⑥如果在实验室中进行,需用到的玻璃仪器有 . (4)工业生产不直接蒸馏含溴的海水得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”,原因是 . (5)苦卤水还可以用于制取金属镁,用化学方程式表示从苦卤水制取金属镁的反应原理 . 10、空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下: (1)溴原子的结构示意图为________。目前,从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 。 (2)步骤①中氯气氧化溴离子时在pH=3.5的酸性条件下效果最好,要检测酸化操作中溶液的pH是否等于3.5,能否使用精确pH试纸(能读数到0.1)_______(填“能”或“否”),理由是______。 (3)步骤④中反应的化学方程式为 , 该反应中体现了SO2的 性(填“氧化”或“还原”)。 (4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,请解释原因____________________________________________________。 (5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离时所需要的主要玻璃仪器的名称是 ,分离时液溴从分离器的 (填“上口”或“下口”)排出。 (6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氧化”后再蒸馏,这样操作的意义是____________。 (7)某同学测得苦卤中溴的含量为0.85g/L,已知步骤①~⑥中溴共损失了 20%,步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%,若处理10m3这样的苦卤,可得到液溴 mol。 11、碘是合成碘化物的基本原料.空气吹出法从卤水中提碘的流程如下. (1)“氧化”时Cl2过量会将I2氧化为HIO3,写出该反应的化学方程式 . (2)“吹出”在吹出塔中进行,含碘卤水从 (填“塔顶”或“塔底”)进入,热空气从 (填“塔顶”或“塔底”)进入,原因为 . (3)吸收塔应选择耐酸材料,原因是 . (4)从“氧化”所得含碘卤水中提取碘还可以采用加CCl4的方法,该分离方法为 ;为进一步分离I2和CCl4,向其中加入NaOH溶液与I2反应,生成的I﹣、IO3﹣进入水溶液;分液后再酸化,即得粗碘.加入NaOH后溶液中I﹣、IO3﹣的物质的量之比为 . (5)H2O2也能发生与Cl2类似的反应,若先用H2O2将卤水中的I﹣氧化为IO3﹣,再将其与卤水按一定比例混合、酸化制取粗碘.处理含I﹣为254mg/L的卤水1m3,理论上需20%的H2O2 g. 12、海洋是一座巨大的化学资源宝库,海水中蕴含80多种元素.若把海水淡化和化工生产结合起来,既能解决淡水资源缺乏的问题,又能从海水中提取多种化工原料.某工厂对海水资源的综合利用工艺流程图如下: (1)工业上粗盐的精制是为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣及泥沙,可将粗盐溶于水.然后进行下列五项操作:①过滤;②加过量的NaOH溶液;③加适量的盐酸;④加过量的Na2CO3溶液;⑤加过量的BaCL2溶液. 正确的操作顺序是 . A.①④②⑤③ B.④⑤②①③ C.②⑤④①③ D.⑤④①②③ (2)氯碱工业生产的Cl2通入石灰乳中制取漂白粉的化学方程式是 ,漂白粉久置空气中会变质,写出漂白粉与空气中水和二氧化碳反应的化学方程式 . (3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br﹣,其目的是 .步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达99%,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中还应解决的问题是 . (4)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2,并用纯碱吸收,纯碱溶液吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3(未配平),当吸收10molBr2时,转移电子的物质的量为 mol. (5)在制取无水氯化镁时需要在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O的原因 ,采用石墨做阳极,不锈钢做阴极电解熔融的氯化镁时,阳极的电极反应式 . 13、海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下: (1)请列举海水淡化的两种方法:__________________、__________________。 (2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、_________、_________或H2、_________。 (3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为__________________。 (4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为_________,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是_______________________。 (5)某化学研究性学习小组为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,绘制了如下装置简图: 请你参与分析讨论: ①图中仪器B的名称:______________________。 ②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因为_______________。 ③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:_______________。 ④C中液体产物颜色为_______________,为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是______________________________。 14、氯元素有多种盐类,其中亚氯酸钠(NaClO2)亚氯酸钠受热易分解.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下: 请回答下列问题: (1)“反应1”中氧化剂与还原剂物质的比为 ;“反应2”的氧化剂是 (化学式),该反应的化学方程式为 . (2)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是 . (3)从“母液”中可回收的主要物质是 (化学式). (4)“冷却结晶”后经 (填操作名称)即可获得粗产品. 15、高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)的流程如下: (1)由粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO、Br-等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等试剂。Na2CO3的作用是 ;除去盐水中的Br-可以节省电解过程中的电能,其原因是 。 (2) “电解Ⅰ”的目的是制备NaClO3溶液,产生的尾气除H2外,还含有 (填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为 。 (3)“除杂”的目的是除去少量的NaClO3杂质,该反应的离子方程式为 。“气流干燥”时,温度控制在80~100 ℃的原因是 。 16、氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品应用广泛。请回答下列问题: (1)氯碱工业是利用电解食盐水生产 为基础的工业体系。 (2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入下列试剂的顺序合理的是 (填下列各项中序号)。 a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡 b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠 c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡 d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠 (3)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下: 成分 NaCl Mg(OH)2 CaCO3 BaSO4 其他不溶物 质量分数(%) 15~20 15~20 5~10 30~40 10~15 利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。 回答下列问题: ①酸洗过程中加入的酸为 ,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 。 ②过滤所得滤渣的主要成分为 。 ③根据下图分析,蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为 。 ④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是 。 17、海水是巨大的资源宝库,利用海水提取食盐的过程如图所示.回答下列问题: (1)①粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质,精制时所用试剂为:A:盐酸;B:BaCl2溶液;C:NaOH溶液;D:Na2CO3溶液.加入试剂的顺序是 . ②电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为 ,与电源负极相连的电极附近溶液pH的变化是 . (2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱,则气体B是 (填化学式),由NaCl制取纯碱反应的化学方程为 . (3)海水提镁的一段工艺流程如图: 浓海水的主要成分如下: 离子 Na+ Mg2+ Cl﹣ SO42﹣ 浓度/(g·L﹣1) 63.7 28.8 144.6 46.4 该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为 ,1L浓海水最多可得到产品2的物质的量为 mol. 18、海水是宝贵的自然资源.利用海水水可以得到一系列产品.也可以进行废气处理. (1)利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气的流程如图: ①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是 . ②上述流程中循环利用的物质是 . (2)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧排放的SO2造成的一系列环境问题.其工艺流程如图所示: 天然海水吸收含硫的烟气后.需要用氧气进行氧化处理.其反应原理的化学方程式是 ;氧化后的海水需要加入氢氧化钠.与之混合后才能排放.该操作的主要目的是 . (3)从海水中捉纯粗盐后的母液中含有K+、Na+、Mg2+等阳离子.对母液进行一系列的加工可制得金属镁. ①从离子反席的角度思考.在母液中加入石灰乳所起的作用是 . ②要利用MgCl2·6H2O制得无水氯化镁.应采取的措施是 . ③电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为同体镁.下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是 (填字母). A.Ar B.CO2 C 空气 D.O2 F.水蒸气. 19、溴及其化合物广泛应用在有机合成、化学分析等领域. (1)海水提溴过程中溴元素的变化如下: ①过程Ⅰ,海水显碱性,调其pH<3.5后,再通入氯气. ⅰ.通入氯气后,反应的离子方程式是 . ⅱ.调海水pH可提高Cl2的利用率.用平衡原理解释其原因是 . ②过程Ⅱ,用热空气将溴赶出,再用浓碳酸钠溶液吸收.完成并配平下列方程式. Br2+ Na2CO3= NaBrO3+ CO2+ ③过程Ⅲ,用硫酸酸化可得Br2和Na2SO4的混合溶液.相同条件下,若用盐酸酸化,则所得溴的质量减少,原因是 . (2)NaBrO3是一种分析试剂.向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液,当加入2.6mol NaBrO3时,测得反应后溶液中溴和碘的存在形式为及物质的量分别为: 粒子 I2 Br2 IO3﹣ 物质的量/mol 0.5 1.3 则原溶液中NaI的物质的量是 mol. 20、高氯酸钠可用于制备高氯酸.以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)的流程如下: (1)由粗盐(含Ca2+、Mg2+、S、Br﹣等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等试剂.Na2CO3的作用是 ;除去盐水中的Br﹣可以节省电解过程中的电能,其原因是 . (2)“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO3溶液,产生的尾气除H2外,还含有 (填化学式).“电解Ⅱ”的化学方程式为 . (3)“除杂”的目的是除去少量的NaClO3杂质,该反应的离子方程式为 . (4)“气流干燥”时,温度控制在80~100℃,温度不能太高的原因是 . 温度不能太低的原因是 (5)Olin公司最近研究了一种制备高纯高氯酸的新工艺,其基本方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸,与传统工艺相比,你认为新工艺的优点是 . 参考答案 1、答案:D 2、答案:B A、品红溶液中分别通入SO2和Cl2,品红均褪色,褪色原理不同,二氧化硫是与品红溶液中的有色物质结合成不稳定的无色物质,氯气使品红褪色是利用了次氯酸的强氧化性,错误;B、植物油与裂化汽油中都存在不饱和键,与溴发生加成反应而褪色,正确;C、浓硫酸浓度降低是浓硫酸的吸水性,浓盐酸的浓度降低是浓盐酸易挥发,错误;D、加入氯化钠溶液有固体析出是蛋白质的盐析,而加入氯化铜溶液有固体析出属于蛋白质的变性,错误,答案选B。 3、答案:B NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,A错;根据氯元素的化合价既升高,又降低,故Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B对;铁在加热条件下可以与Cl2反应生成FeCl3,C错;NaCl与NH3、CO2和H2O反应生成NaHCO3和NH4Cl,不属于氧化还原反应,D错。 4、答案:B A项中的加入顺序会导致Ba2+无法除尽,A错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的方法,D错误。 5、答案:C 在海水中镁、溴和碘均以化合态存在,故从海水中提取镁、溴和碘的过程均涉及氧化还原反应;电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法;提高烟囱不能减少污染气体的排放量;阳离子交换膜只允许阳离子通过,从而阻止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气相混合而引起爆炸,同时也能避免氯气和氢氧化钠反应生成NaClO而影响烧碱的砘度。 6、答案:D 流程分析生石灰溶于水生成氢氧化钙,加入沉淀池沉淀镁离子生成氢氧化镁,过滤后得到氢氧化镁沉淀,加入试剂M为盐酸,氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液,通过浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤得到氯化镁晶体,在氯化氢气体中加热失去结晶水得到固体氯化镁,通电电解生成镁;①分析判断 M是盐酸用来溶解氢氧化镁沉淀,①正确;②分析流程中,电解氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应,流程中的反应不全部都是非氧化还原反应,②错误;③操作b是浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程,③错误;④用海水晒盐后的饱和溶液中主要是氯化镁,加石灰乳可以制Mg(OH)2 ,④正确;⑤依据金属活动顺序表中金属性可知,采用电解法冶炼镁是因为镁很活泼,⑤正确,答案选D。 7、答案:(1)溶解、过滤; (2)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O (3)溶液分层,上层为水层接近无色,下层为CCl4层呈紫红色 (4)打开分液漏斗的玻璃塞(或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口),再转动打开活 塞,使下层液体缓慢流下后,关闭活塞,将上层液体从上口倒出。 (5) 蒸馏烧瓶(答烧瓶或圆底烧瓶不得分)、冷凝管、牛角管(尾接管); 蒸馏烧瓶支管口处 四氯化碳 (1)先溶解,后分离固体和液体采用过滤方法。 (2)实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。 (3)水和四氯化碳不溶,所以溶液分层,四氯化碳的密度大于水,所以上层为水层接近无色,下层为CCl4层呈紫红色 (4)打开分液漏斗的玻璃塞(或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口),再转动打开活 塞,使下层液体缓慢流下后,关闭活塞,将上层液体从上口倒出。 (5) 蒸馏烧瓶(答烧瓶或圆底烧瓶不得分)、冷凝管、牛角管(尾接管);蒸馏烧瓶支管口处; 四氯化碳。 8、答案: (1). 富集溴元素(或提高溴水浓度,意思正确可得分) (2). SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- (3). (4). CEAD (5). 分液漏斗 (6). 再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口放出,待下层液体刚好放出时,关闭分液漏斗活塞,再从上口将上层液体倒出 (7). ClO-+2H++2Fe2+=2Fe3++Cl-+H2O (8). MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑ (1) 氧化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,生产成本高。“空气吹出、吸收、氧化”的过程实际上是一个的浓缩过程;Na2CO3溶液吸收溴反应配平可得:3Br2+6Na2CO3+3H2O=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,其中溴与转移的电子的关系为:3 Br2——5e-,故答案为:富集溴元素(或提高溴水浓度,意思正确可得分)、SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-、 ;(2)由从海带中提取碘的实验分析可得结论,故答案为:CEAD、分液漏斗、再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口放出,待下层液体刚好放出时,关闭分液漏斗活塞,再从上口将上层液体倒出;(3) 步骤①是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之,虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,故X为漂液;加入Y的目的是使镁离子沉淀,Y为纯碱,故答案为:ClO-+2H++2Fe2+=2Fe3++Cl-+H2O、 MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。 9、答案:(1)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br﹣+SO42﹣; (2)分液; (3)酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管); (4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程; (5)MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑. 解:(1)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br﹣+SO42﹣; (2)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液; (3)蒸馏使用到的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管),故答案为:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管); (4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,产量低,应经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程进行富集, 故答案为:氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程; (5)苦卤用来制取金属镁的过程为:镁离子氢氧化镁氯化镁溶液氯化镁晶体→金属镁,其中涉及的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑, 故答案为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑. 10、答案:(1) ;1/3 (2)否 ;溴水、氯水均具有强氧化性,能漂白pH试纸 (3)Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr ;还原 (4)温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低 (5)分液漏斗 ;下口 (6)“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低。 (7)38.25. 解:本题考查海水中分离出溴的实验流程图分析。 海水中含有Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子,当然还含有Cl—、SO42-、Br-等阴离子。第一步从海水中提取粗盐后,剩余溶液称之为苦卤。再加硫酸酸化后用氯气氧化,目的是将Br-氧化为Br2。再通空气将Br2吹出。得到含Br2的空气用SO2吸收得到吸收液:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。所得吸收液再进行氧化后得到溴水混合物。再进行蒸馏得到Br2蒸气。最后进行冷凝分离后最终得到液溴。 (1)溴的原子序数是35,原子结构示意图为。从海水中提取的溴约占世界溴年产量的1/3。 11、答案:(1)5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl; (2)塔顶;塔底;因热空气密度小,且气体与溶液逆向接触,有利于提高吹出率; (3)反应生成HI和H2SO4两种强酸; (4)萃取;5:1; (5)170. 卤水中碘和氯气发生氧化还原反应生成HCl和HIO3,反应物的接触时间越长,反应越充分,所以含碘卤水应该从塔顶加入,热空气从塔底加入,向剩余液体中加入二氧化硫和水,发生氧化还原反应生成HI和硫酸,再向溶液中通入足量氯气,氯气将HI氧化生成碘单质,最后通过精制得到碘单质, (1)氯气、碘在水溶液中发生氧化还原反应生成碘酸和HCl,反应方程式为5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl, 故答案为:5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl; (2)反应物接触时间越长,反应越充分,热空气密度小,且气体与溶液逆向接触,有利于提高吹出率,所以含碘卤水从塔顶进入,热空气从塔底进入, 故答案为:塔顶;塔底;因热空气密度小,且气体与溶液逆向接触,有利于提高吹出率; (3)碘和二氧化硫在水溶液中能发生氧化还原反应生成HI和H2SO4两种强酸,酸能腐蚀某些物质,所以吸收塔应选择耐酸材料, 故答案为:反应生成HI和H2SO4两种强酸; (4)碘在四氯化碳中的溶解度远远大于在水中的溶解度且碘和四氯化碳不反应,四氯化碳和水不互溶,所以可以采用萃取方法分离; NaOH溶液与I2反应,生成的I﹣、IO3﹣进入水溶液,离子反应方程式为6OH﹣+3I2=5I﹣+IO3﹣+3H2O,根据方程式知,加入NaOH后溶液中I﹣、IO3﹣的物质的量之比为5:1, 故答案为:萃取;5:1; (5)1m3的254mg/L的卤水中n(I﹣)==2mol, H2O2将卤水中的I﹣氧化为IO3﹣,发生的反应为3H2O2+I﹣=3H2O+IO3﹣①,酸性条件下,I﹣和碘酸根离子反应方程式为5I﹣+IO3﹣+6H+=3I2+3H2O②, 根据方程式②知参加反应的I﹣和IO3﹣的关系是5:1,根据I原子守恒得发生反应①消耗I﹣与生成IO3﹣关系为1:1,所以反应①中消耗I﹣ 的物质的量占总的为2mol×=mol,则消耗n(H2O2)=3×mol=1mol,理论上需20%的H2O2==170g, 故答案为:170. 12、答案:(1)C; (2)2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO; (3)富集溴元素;强酸对设备的腐蚀; (4); (5)在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2;2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑. (1)加过量的NaOH溶液是为了除去Mg2+,加过量的BaCl2溶液是为了除去SO42﹣,加过量Na2CO3溶液是为了除去Ca2+和过量的Ba2+,故Na2CO3溶液的加入一定在NaOH溶液之后,而且要在过滤之后再加盐酸,故正确的操作顺序可以是②⑤④①③; 故答案为:C; (2)氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙,方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,次氯酸酸性比碳酸弱,次氯酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸,方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO, 故答案为:2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO; (3)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br﹣,步骤I中获取的溴浓度较小,所以其目的是富集溴元素,溴具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者能发生氧化还原生成硫酸和氢溴酸,离子反应方程式为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42﹣+2Br﹣;生成的两种酸都是强酸,对设备腐蚀较严重,所以要解决的主要问题是设备被腐蚀问题, 故答案为:富集溴元素;强酸对设备的腐蚀; (4)反应中Br2起氧化剂、还原剂作用,根据电子转移守恒可知,2×n氧化剂(Br2)=2×5×n还原剂(Br2),故n氧化剂(Br2):n还原剂(Br2)=5:1,故吸收10mol Br2时,转移的电子数为10mol×2××5=mol,故答案为:; (5)氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2,不锈钢做阴极电解熔融的氯化镁时,阳极发生氧化反应生成氯气,方程式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑, 故答案为:在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2;2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑. 13、答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种 (2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素 (4)Br2+SO2+2H2O====4H+++2Br- 强酸对设备的严重腐蚀 (5)①冷凝管 ②Br2腐蚀橡胶 ③控制温度计b的温度,并收集59 ℃时的馏分 ④深红棕色 分液(或蒸馏) (2)电解NaCl溶液的产物有H2、Cl2、NaOH,若发生反应Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O,则产物为H2和NaClO。(5)提纯溴的实验中,要注意Br2 的沸点高低,溴的沸点低于100 ℃,应采用水浴加热,并通过温度计控制温度。除去Br2(液)中少量Cl2,加NaBr溶液后,Br2在水中溶解度不大,出现分层现象,可分液得到纯溴,亦可采用再次蒸馏的方法。 14、答案:(1)2:1;ClO2;H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2; (2)常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解; (3)Na2SO4; (4)过滤. (1)NaClO3在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2,方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,反应中Cl元素的化合价降低,则NaClO3为氧化剂,反应中S元素的化合价升高,则SO2为还原剂,氧化剂与还原剂物质的比为2:1,根据生成NaClO2目标物的特点可知,反应的方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,反应中Cl元素的化合价降低,则ClO2为氧化剂,故答案为:2:1;ClO2;H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2; (2)减压蒸发在较低温度下可进行,防止常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解, 故答案为:常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解; (3)氯酸钠与二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2和Na2SO4,则母液中应含有Na2SO4, 故答案为:Na2SO4; (4)冷却结晶后要分离出固体,应用过滤的方法,故答案为:过滤. 15、答案:(1)除去Ca2+和引入的Ba2+; 电解时Br-被氧化 (2)Cl2; NaClO3+H2ONaClO4+H2↑ (3)2ClO+SO2=2ClO2+SO 温度太高,高氯酸钠晶体失去结晶水或分解;温度太低,干燥不充分 (1)Mg2+用OH-除去,Ca2+用CO32 -除去,SO42 -用Ba2+除去,因为所加试剂为过量,所以Na2CO3还要除去过量的Ba2+,故加试剂的顺序Na2CO3一定在BaCl2之后。Br-的还原性强于Cl-,也会放电被氧化。 (2)阳极处,Cl-放电生成ClO3- ,也一部分会放电生成Cl2。“电解II”中有H2生成,说明H+在阴极发生还原反应,阳极NaClO3发生氧化反应,只能生成更高价的NaClO4,根据Cl、H元素得失电子守恒配平反应。 (3)从流程知,除杂中通入了SO2,与NaClO3发生氧化还原反应,根据Cl、S元素得失电子守恒配平反应。用气流干燥晶体,若温度高,会失去结晶水,若温度低,干燥不充分。 16、答案: 本题考查氯碱工业、物质的提纯、化学工艺流程的分析。 (1)电解食盐水生成NaOH、H2、Cl2,所以氯碱工业是利用电解食盐水生产烧碱、氯气(氢气)为基础的工业体系。 (2)Na2CO3的作用除了除去Ca2+外,还有除去过量的BaCl2的作用,所以Na2CO3的顺序在BaCl2的后面,只有d项符合。 (3)①因为最终产品为MgSO4·7H2O,为避免生成杂质,应加入稀硫酸;加入硫酸后,H2SO4和CaCO3发生反应:H2SO4+CaCO3=CaSO4+CO2↑+H2O,搅拌过程中产生的CO2 不断逸出,碳酸钙转化为硫酸钙。 ②盐泥含有BaSO4,加入H2SO4后CaCO3转化为CaSO4,所以过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质。 ③蒸发结晶时温度较高,MgSO4溶解度大,所以析出NaCl,过滤所得滤渣的主要成分为NaCl。 ④在空气中干燥即烘干MgSO4·7H2O,MgSO4·7H2O容易失去结晶水,所以真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是防止失去结晶水。 17、答案:(1)①CBDA或BCDA; ②2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑;变大; (2)CO2;NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O; (3)Ca2++SO42﹣=CaSO4↓;1.2. (1)①因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐,镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:CBDA或BCDA, 故答案为:CBDA或BCDA; ②电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,与负极相连的阴极发生的反应是:2H++2e=H2↑,H+不断消耗,使得溶液中C(OH﹣)增大,pH变大, 故答案为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑;变大; (2)向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,则气体B是二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱,上述反应的化学方程式分别为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O, 故答案为:CO2;NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O; (3)工艺流程合成步骤中加入石灰乳,沉降后,将过滤后的滤液进行脱硫,用Ca2+沉淀SO42﹣生成CaSO4沉淀,离子方程式为:Ca2++SO42﹣=CaSO4↓,采用过滤的方法得到产品1为CaSO4,滤液中加入石灰乳,发生反应为Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,合成中应得到Mg(OH)2沉淀,过滤、干燥的产品2为Mg(OH)2, 溶液中m(Mg2+)=1L×28.8g/L=28.8g, Mg2+~Mg(OH)2 24g 58g 28.8g m m=28.8g×=69.6g,氢氧化镁的物质的量n==1.2mol, 故答案为:Ca2++SO42﹣=CaSO4↓;1.2. 18、答案:(1)① SO2+OH﹣=HSO3﹣; ② NaCl; (2)2H2SO3+O2═2H2SO4;NaOH与硫酸发生中和反应; (3))① 沉淀Mg2+; ② 在HCl气流中脱水,抑制氯化镁水解; ③ A. (1)①氯碱工业产品之一为NaOH,用NaOH吸收SO2,其离子方程式为SO2+OH﹣=HSO3﹣,故答案为:SO2+OH﹣=HSO3﹣; ②回收装置中NaHSO3溶液与HCl反应生成NaCl溶液,NaCl溶液又是氯碱工业的原料,故循环利用的物质是NaCl溶液,故答案为:NaCl; 氧气将H2SO3氧化为硫酸,该反应为2H2SO3+O2=2H2SO4,氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),即NaOH与硫酸发生中和反应, 故答案为:2H2SO3+O2═2H2SO4;NaOH与硫酸发生中和反应; (3))①石灰乳能将镁离子转化为沉淀,则在母液中加入石灰乳所起的作用是沉淀Mg2+,故答案为:沉淀Mg2+; ②镁离子水解,应抑制其水解得到无水盐,所以利用MgCl2·6H2O制得无水氯化镁,应采取的措施是在HCl气流中脱水,抑制氯化镁水解, 故答案为:在HCl气流中脱水,抑制氯化镁水解; ③用作镁蒸气的冷却剂,应不与Mg反应,只有A符合,而Mg与二氧化碳、氧气、水蒸气等均可反应,故答案为:A. 19、答案:(1)①ⅰ.Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣; ⅱ.Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,增大c(H+),平衡逆向移动,抑制Cl2与水的反应; ② 3;3;1;3;5NaBr; ③ 盐酸有还原性,与溴酸根反应; (2)3. (1)①ⅰ.氯气具有氧化性,可以将溴离子氧化为溴单质,即Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣,故答案为:Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣; ⅱ.①氯气的溶解平衡为:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,若增大c(H+),平衡逆向移动,会抑制Cl2与水的反应,提高Cl2的利用率, 故答案为:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,增大c(H+),平衡逆向移动,抑制Cl2与水的反应; ②氧化还原反应中,Br的化合价升高值为5,氧化还原反应中的价态律,所以所的产物是﹣1价的溴离子,Br元素化合价降低值为1,根据电子守恒,所以溴酸钾的前边系数是1,产物还有5mol的NaBr,溴单质系数是3,根据钠元素守恒,碳酸钠的系数是3,故答案为:3;3;1;3;5NaBr; ③盐酸有还原性,溴酸根离子具有氧化性,盐酸可以和与溴酸根反应,导致溴单质的生成量减少,故答案为:盐酸有还原性,与溴酸根反应; (2)根据氧化还原反应中得失电子数相等,可得5×2.6mol=2×0.5mol+6×n(IO3 ̄),则n (IO3 ̄)=2mol,根据元素守恒,原溶液中n(NaI)=0.5mol×2+2mol=3mol,故答案为:3. 20、答案:(1)除去Ca2+和引入的Ba2+;电解时Br﹣被氧化; (2)Cl2;NaClO3+H2ONaClO4+H2↑; (3)2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣ (4)温度太高,高氯酸钠晶体失去结晶水或分解;温度太低,干燥不充分. (5)产品纯度高,精制步骤少,生产成本低. 解:(1)Na2CO3的作用是碳酸根离子与钙离子和除硫酸根离子引入的钡离子发生复分解反应,生成难溶的碳酸钙和碳酸钡,所以碳酸钠的作用为除去钙离子和钡离子,Br﹣的还原性强于氯离子,所以电解过程中溴离子优先被氧化, 故答案为:除去Ca2+和引入的Ba2+;电解时Br﹣被氧化; (2)电解过程中阳极氯离子放电,主要生成氯酸根离子,部分产生氯气,而阴极氢离子放电,生成氢气,所以尾气有氢气和少量的氯气,电解Ⅱ氯酸根离子在阳极放电生成高氯酸根,而阴极是水电离产生的氢离子放电,生成氢气,所以电解反应方程式为:NaClO3+H2ONaClO4+H2↑, 故答案为:Cl2;NaClO3+H2ONaClO4+H2↑; (3)由图示可知通入二氧化硫除去其中的氯酸根离子,Cl(+5→+4),S(+4→+6),根据得失电子守恒和电荷守恒,该反应的离子方程式为:2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣, 故答案为:2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣; (4)气流温度太低不得于干燥,温度过高晶体要失水,温度太高氯酸钠可能分解, 故答案为:温度太高,高氯酸钠晶体失去结晶水或分解;温度太低,干燥不充分. (5)传统的制备工艺需精制盐,需消耗电能,需除杂等步骤,由次氯酸电解制备高氯酸,两步完成,所以新工艺与传统工艺相比,优点是产品纯度高,精制步骤少,生产成本低, 故答案为:产品纯度高,精制步骤少,生产成本低. 查看更多