第四讲海水中的元素一、选择题1．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是( )A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获取淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子解析 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，加明矾，明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。答案 A2．下表是食用碘盐包装上的部分说明，下列说法正确的是( )配 料精盐、碘酸钾、抗结剂碘含量35±15mg/kg储存方法密封、避光、防潮食用方法烹饪时，待食品熟后加入碘盐A.高温会导致碘的损失B．碘酸钾可氧化氯化钠C．可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D．该碘盐中碘酸钾含量为20～50mg/kg解析 高温会导致碘的损失是因为碘酸钾不稳定，A正确。碘酸钾不可氧化氯化钠，B错。碘盐中的碘酸钾不能使淀粉变蓝，C错。因该碘盐中碘含量在35±15mg/kg，则由碘酸钾的相对分子质量可计算出碘酸钾的含量范围应该为34～84mg/kg，D错。答案 A3．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析 A项中稀释浓硫酸应将浓硫酸慢慢注入水中且用玻璃棒搅拌，以免液体飞溅伤人，操作错误；B项正确；C项中过滤时应将浊液沿玻璃棒注入漏斗中；D项中表面皿不能用于加热蒸干溶液，而且MgCl2溶液加热蒸干后得到的应该是MgO，故操作错误。答案 B7\n4．海带中含碘元素，从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量Cl2 ②将海带焙烧成灰后加水搅拌 ③加CCl4振荡 ④用分液漏斗分液 ⑤过滤，合理的操作顺序是( )A．①②③④⑤B．②⑤①③④C．①③⑤②④D．②①③⑤④解析 从海带中提取碘的过程：焙烧成灰→加水搅拌→过滤→通足量Cl2→加CCl4振荡→用分液漏斗分液。答案 B5．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是( )操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I－C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na＋，无K＋D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH解析 A项滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，该沉淀可能为BaSO4、BaSO3、BaCO3或AgCl，说明原溶液中可能含有SO、SO、CO或Ag＋；B项原溶液中若含有I－，滴加氯水时被氧化成I2，滴加CCl4后，CCl4从水中萃取I2，由于CCl4的密度大于水，则溶液出现分层现象，且下层溶液呈紫色；C项焰色反应的火焰呈黄色，说明原溶液中含有Na＋，可能含有K＋，因为Na元素的黄色掩盖K元素的紫色，应透过蓝色钴玻璃观察以确定是否含有K＋；D项原溶液中滴加稀NaOH溶液，生成NH3·H2O的浓度较小，不易分解，应进行加热以确定是否含有NH。答案 B6．下列广告语中，你认为符合科学道理的是( )A．含碘食盐可防治甲状腺肿大B．含氟牙膏可预防龋齿，适用于所有人群C．本饮料由纯天然物质配制而成，绝对不含化学物质，对人体无害D．“超纯水”、“超纯蒸馏水”绝对卫生，对人体有益解析 加碘食盐能有效防治甲状腺肿大；含氟牙膏可预防龋齿，但氟含量高了会对人体有害，并不适用于所有人群；饮料含有化学物质；“超纯水”、“超纯蒸馏水”中缺少了一些矿物质，而这些矿物质中含有人体必需的微量元素，因此“超纯水”、“超纯蒸馏水”对人体没有太多的好处。7\n答案 A7．在含有Na＋的中性溶液中，还可能存在NH4＋、Fe2＋、Br－、CO32－、I－、SO32－六种离子中的一种或几种，进行如下实验：(1)原溶液滴加足量氯水后，有气泡生成，溶液呈橙黄色(2)向橙黄色溶液中加BaCl2溶液无沉淀生成(3)橙黄色溶液不能使淀粉变蓝由此推断原溶液中一定不存在的离子是( )A．NH4＋、Br－、CO32－B．NH4＋、I－、SO32－C．Fe2＋、I－、CO32－D．Fe2＋、I－、SO32－解析 由原溶液滴加足量氯水后，有气泡生成，溶液呈橙黄色推断溶液中存在Br－和CO32－；由向橙黄色溶液中加BaCl2溶液无沉淀生成可知溶液中不存在SO32－；由橙黄色溶液不能使淀粉变蓝表明溶液中不存在I－。由于溶液中存在CO32－，故不存在Fe2＋，再根据溶液呈中性原则，则必须存在阳离子NH4＋，综上所述应选D。答案 D8．向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示。已知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。则下列有关说法中，不正确的是( )A．还原性：I－>Fe2＋>Br－B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6molC．当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3解析 因为还原性I－>Fe2＋>Br－，所以通入的Cl2先与I－反应，随后与Fe2＋反应，最后与Br－反应。从图上可以看出，n(I－)＝2mol，n(Fe2＋)＝4mol，n(Br－)＝6mol。原混合溶液中FeBr2的物质的量为3mol，当通入2molCl2时，I－消耗1molCl2，剩余的1mol7\nCl2与Fe2＋反应，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－。答案 B二、非选择题9．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。(1)溶液A的溶质是________。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH、SO[c(SO)＞c(Ca2＋)]精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是________。②过程Ⅰ中将NH转化为N2的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有____________________。④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m3盐水b，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。解析 (1)根据电解原理以及H＋在阴极放电可知在阴极区有大量的OH－剩余，所以溶质为NaOH。(2)电解饱和食盐水的离子反应为2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。7\n(4)①pH调到11时(A溶液为NaOH溶液)，OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2。②NH中的氮元素转变为N2发生了氧化还原反应，根据除杂原则，不能引入新杂质，盐水的溶质是NaCl，所以需要氧化剂Cl2,2NH＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O。③过程Ⅱ加碳酸钡引入了碳酸根和钡离子，所以会生成硫酸钡和碳酸钙沉淀，所以SO、Ca2＋会被除去。④由ClO－＋SO===Cl－＋SO，根据n(Na2SO3)＝n(NaClO)，可求出n(Na2SO3)，由n(NaClO)＝＝＝1mol可知，m(Na2SO3)＝1mol×126g/mol＋(5×10－3×104)g＝176g，由此，不难得出至多添加10%的Na2SO3溶液应为176×10－3÷10%＝1.76kg。答案 (1)NaOH(2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－(3)Cl2与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)①Mg(OH)2 ②2NH＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O ③SO、Ca2＋ ④1.7610．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下图所示的工艺流程生产单质碘：(1)步骤③加Fe粉的目的是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出步骤④中反应的离子方程式___________________________________________。(3)上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_________________________________。7\n(4)操作⑤的名称是________________，选用的试剂是________________。解析 反应原理为I－AgIFeI2I2提纯I2，整个过程中单质Ag可以循环使用。答案 (1)使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难溶的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)(2)2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2I2＋2Fe3＋＋6Cl－(3)Ag(4)萃取、分液 CCl411．某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质，选用以下仪器和药品进行实验，请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。(1)比较卤素单质的氧化性强弱，各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)g接________，________接________，________接________。(2)装置④烧瓶中反应的化学方程式为_________________________________________。(3)装置①中的现象是________________，装置②中的现象是____________，装置③的作用是________________。(4)装置②中反应的离子方程式为____________________。(5)若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是____________________。(6)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是________________，反应的方程式是_________________________________________________________。解析 根据卤素单质的氧化性强弱来验证，应该将Cl2通入到NaBr和KI溶液中，观察现象。实验中剩余的Cl2必须进行处理，故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知Cl2通入到NaBr溶液中置换出Br2，溶液应变为橙黄色，Cl2通入到KI－淀粉溶液中置换出I2，溶液应变蓝色。①中加入NaOH溶液，I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，会使蓝色退去。答案 (1)c d a b e(2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O7\n(3)溶液变蓝色 溶液变红棕色 吸收剩余Cl2(4)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(5)溶液变棕黄色(6)蓝色退去 I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O12．A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。(1)若反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E均为卤素单质，则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为________________，其中A的化学式是________。(2)若B为一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的水溶液，C是一种溶于强碱而不溶于B的白色絮状沉淀。则反应①的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是________________________________________________________________________。(4)若B是一种淡黄色固体，绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环。化合物B的化学式为________________，F的饱和溶液与足量E反应的离子反应方程式是________________________________________________________________________。答案 (1)Cl2>Br2>I2 Br2 (2)3NH3·H2O＋Al3＋===3NH＋Al(OH)3↓ (3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(4)Na2O2 CO2＋2Na＋＋CO＋H2O===2NaHCO3↓7
