高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 自然界中的元素 第4節(jié) 海水中的元素學(xué)案 魯科版-魯科版高三全冊化學(xué)學(xué)案

第4節(jié)海水中的元素1．了解鹵素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2．了解鹵素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。3．了解鎂單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。4．以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。海水資源的綜合利用[知識(shí)梳理]1．海水中的元素(1)(2)eq\a\vs4\al()2．海水提鎂(1)工藝流程上述有關(guān)化學(xué)方程式為①M(fèi)gCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2；②Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O；③MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(HCl),\s\do5(△))MgCl2＋6H2O；④MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑。(2)鎂的性質(zhì)①與非金屬的反應(yīng)a．與O2反應(yīng)：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO(填化學(xué)方程式)；現(xiàn)象：耀眼的白光；常用于信號(hào)彈和焰火，生成的MgO熔點(diǎn)高，作耐高溫材料。b．與N2反應(yīng)：3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2(填化學(xué)方程式)。②與鹽酸反應(yīng)：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑。③與某些氧化物反應(yīng)將燃著的鎂條伸入盛滿CO2的集氣瓶中，鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，瓶內(nèi)壁上有黑色物質(zhì)生成。化學(xué)方程式為2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C。3．海水提溴海水(酸化)eq\o(→,\s\up7(Cl2))Br2eq\o(→,\s\up7(熱空氣或水蒸氣),\s\do5(吹出))eq\o(→,\s\up7(SO2吸收))HBreq\o(→,\s\up7(Cl2))Br2(液)。4．氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up7(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(電解))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(陽極產(chǎn)物：Cl2,陰極產(chǎn)物：H2、NaOH))化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。5．海帶中碘的提取(1)工藝流程海帶eq\o(→,\s\up7(灼燒),\s\do5(灰化))eq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(浸泡))eq\o(→,\s\up7(過濾))eq\o(→,\s\up7(H2O2（H＋）),\s\do5(氧化（I－）))eq\o(→,\s\up7(過濾))(2)主要反應(yīng)：2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O。(1)海水中存在大量的NaCl，可以通過蒸發(fā)的方法將NaCl從海水中分離出來，而含量較低的鎂、溴、鉀等必須經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)才能得到。(2)海水提溴的關(guān)鍵操作是解決溴元素的富集問題。(3)海水曬鹽得到的是粗鹽，含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)，精制后得到飽和NaCl溶液。精制時(shí)通常在其中依次加入過量的BaCl2溶液、過量的NaOH溶液和過量的Na2CO3溶液，過濾后，再加適量鹽酸調(diào)節(jié)至中性即可。(4)制取MgCl2時(shí)，應(yīng)在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O，目的是防止MgCl2·6H2O在加熱脫水時(shí)水解產(chǎn)生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。(5)工業(yè)上制取鎂采用電解熔融MgCl2的方式，而不采用電解熔融MgO，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)高；制取鋁則相反，因?yàn)槿廴贏lCl3不導(dǎo)電。[自我檢測]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)。()(2)將MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固體。()(3)海水提溴工藝流程中兩次出現(xiàn)Br－eq\o(→,\s\up7(氧化),\s\do5(Cl2))Br2的過程，其目的是富集海水中的溴元素。()(4)電解飽和食鹽水可得金屬鈉。()(5)實(shí)驗(yàn)室從海帶中提取單質(zhì)碘的方法是取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取。()(6)CCl4萃取碘水中的I2：先從分液漏斗下口放出有機(jī)層，后從上口倒出水層。()(7)氮化鎂投入過量鹽酸中：Mg3N2＋6H＋=3Mg2＋＋2NH3↑。()(8)在Mg(OH)2懸濁液中滴加氯化銨溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl=2NH3·H2O＋MgCl2。()(9)MgO是一種電解質(zhì)，工業(yè)上常用電解MgO冶煉鎂。()(10)電解氯化鎂溶液產(chǎn)生黃綠色氣體：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cl2↑＋H2↑＋2OH－。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×(8)√(9)×(10)×2．灼燒干海帶時(shí)，需要哪些儀器？答案：坩堝、酒精燈、三腳架、泥三角、玻璃棒、坩堝鉗。(2015·高考全國卷Ⅱ，12，6分)海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收[解析]A項(xiàng)，苦鹵中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可將Br－氧化成Br2，便于從苦鹵中提取Br2。B項(xiàng)，粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等)，將粗鹽溶于水，并除去其中的雜質(zhì)，再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體。C項(xiàng)，工業(yè)上沉淀Mg2＋常選用廉價(jià)的Ca(OH)2，而不選用NaOH。D項(xiàng)，Br2具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，富集溴時(shí)，常先用空氣和水蒸氣吹出Br2，再用SO2將其還原吸收(SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr)，得到濃度較大的含Br－溶液。[答案]C根據(jù)下圖海水綜合利用的工藝流程圖，判斷下列說法正確的是()已知：MgCl2·6H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等。A．過程①的提純是物理過程，過程②通過氧化還原反應(yīng)可產(chǎn)生2種單質(zhì)B．在過程③中將MgCl2·6H2O灼燒即可制得無水MgCl2C．過程⑤反應(yīng)后溶液呈強(qiáng)酸性，生產(chǎn)中需解決其對(duì)設(shè)備的腐蝕問題D．在過程④、⑥反應(yīng)中每氧化0．2molBr－需要消耗2．24LCl2解析：選C。過程①中除去Mg2＋、COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)需要用化學(xué)方法，A錯(cuò)誤；根據(jù)已知信息可知B錯(cuò)誤；過程⑤發(fā)生的反應(yīng)為SO2＋2H2O＋Br2=H2SO4＋2HBr，溶液呈強(qiáng)酸性，C正確；每氧化0．2molBr－需消耗0．1molCl2，但不一定是2．24L，只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下才是2．24L，D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al()海水中物質(zhì)提取的思路海水中提取溴和碘的反應(yīng)都是將其－1價(jià)離子氧化成單質(zhì)。涉及工業(yè)實(shí)際，最主要的問題是如何將大量海水中分布很稀的元素富集起來。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路線，碘一般是由海帶提取，主要是灼燒→溶解→過濾→氧化→萃取的路線。工藝模式如圖所示：題組一海水資源的綜合利用1．從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程中，涉及下列操作，其中正確的是()解析：選D。A選項(xiàng)應(yīng)該用坩堝灼燒；B選項(xiàng)應(yīng)該用玻璃棒引流；C選項(xiàng)含碘的苯溶液在上層應(yīng)該從上口倒出。2．(2018·湖南六校聯(lián)考)海洋是一個(gè)巨大的資源寶庫，海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A．氯堿工業(yè)中發(fā)生的主要反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑B．工業(yè)生產(chǎn)中常選用石灰乳作為Mg2＋的沉淀劑C．第②步的反應(yīng)條件是在空氣中直接加熱D．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素解析：選C。氯堿工業(yè)即電解飽和食鹽水：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，A項(xiàng)正確。用石灰乳沉淀海水中的Mg2＋可降低生產(chǎn)成本，B項(xiàng)正確。由MgCl2·6H2O制備無水MgCl2需在HCl氣氛中進(jìn)行，以抑制Mg2＋水解，C項(xiàng)錯(cuò)誤。③④⑤是為了富集Br2，D項(xiàng)正確。題組二鎂的提取及應(yīng)用3．從海水中提取鎂的工藝流程如下圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B．步驟⑦電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C．步驟⑥可將晶體置于HCl氣流中脫水D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)解析：選B。B項(xiàng)電解熔融氯化鎂，陰極生成Mg，陽極生成氯氣，敘述錯(cuò)誤；C項(xiàng)MgCl2·6H2O若直接加熱得到Mg(OH)2或MgO，若在HCl氣流中加熱得到無水MgCl2，敘述正確；D項(xiàng)上述工藝流程涉及化合反應(yīng)：CaO＋H2O=Ca(OH)2等，涉及分解反應(yīng)：MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑等，涉及復(fù)分解反應(yīng)：Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2＋CaCl2等，敘述正確。4．(2015·高考江蘇卷)在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是()A．元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B．Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2＋)>r(Mg)C．在該反應(yīng)條件下，Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性D．該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能解析：選C。A選項(xiàng)，元素C還存在足球烯等其他同素異形體，所以錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，鎂離子比鎂原子少一個(gè)電子層，其半徑比鎂原子的小，所以錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，該反應(yīng)中鎂作還原劑，其還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，所以正確；D選項(xiàng)，該反應(yīng)發(fā)光，因此化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以錯(cuò)誤。鹵族元素[知識(shí)梳理]1．溴、碘單質(zhì)物理性質(zhì)比較性質(zhì)Br2I2顏色深紅棕色紫黑色狀態(tài)液體固體溶解性水中溶解度不大溶解度不大有機(jī)溶劑中易溶易溶特性易揮發(fā)、有毒①易升華②使淀粉變藍(lán)2．鹵族元素(1)鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(從上到下)鹵族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱。(2)鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變規(guī)律(從上到下)①單質(zhì)顏色逐漸加深(F2：淺黃綠色氣體；Cl2：黃綠色氣體；Br2：深紅棕色液體；I2：紫黑色固體)。②密度逐漸增大；熔、沸點(diǎn)逐漸升高。(3)鹵素單質(zhì)的氧化性比較(Cl2、Br2、I2)①氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱順序是Cl2>Br2>I2，陰離子的還原性強(qiáng)弱順序是Cl－<Br－<I－。Cl2能從Br－的溶液中置換出Br2，離子方程式：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2；同理，Br2能從I－的溶液中置換出I2，離子方程式：2I－＋Br2=I2＋2Br－。②與一些還原性離子反應(yīng)，如Br2與SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋反應(yīng)的離子方程式分別為Br2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋2Br－、2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。(1)Br2是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬單質(zhì)；液溴易揮發(fā)且有毒，通常用水液封進(jìn)行保存。(2)I2易升華，常用于I2的分離提純。(3)在Br2、I2的水溶液中都可被某些有機(jī)溶劑(如苯、四氯化碳)萃取。(4)氟元素?zé)o正價(jià)，且與H2O反應(yīng)生成O2：2F2＋2H2O=4HF＋O2。[自我檢測]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)CCl4可用于鑒別溴水和碘水。()(2)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2為單質(zhì)被還原的置換反應(yīng)。()(3)用AgNO3溶液可以鑒別KCl和KI。()(4)驗(yàn)證Br2的氧化性強(qiáng)于I2的方法是將少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4振蕩、靜置，可觀察到下層液體呈紫色。()(5)進(jìn)行用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI時(shí)用的實(shí)驗(yàn)器材(省略夾持裝置)有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、分液漏斗。()(6)雙氧水中加入稀H2SO4和KI溶液的離子方程式為H2O2＋2H＋＋2I－=I2＋2H2O。()(7)向無色溶液中滴加氯水和CCl4，振蕩，靜置，下層溶液顯紫色說明原溶液中有I－。()答案：(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√(7)√2．已知還原性：SO2>I－>Fe2＋>Br－，試寫出下列反應(yīng)的離子方程式。(1)SO2和碘水反應(yīng)：____________________________________________。(2)FeCl3溶液和KI溶液反應(yīng)：______________________________________。(3)SO2通入FeCl3溶液中：________________________________________。答案：(1)SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－(2)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2(3)SO2＋2H2O＋2Fe3＋=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)過程：Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ．當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。Ⅲ．當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，關(guān)閉活塞a。Ⅳ．……(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是__________________________________________。(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(5)過程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是____________________________________________。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下____________________________________________，得電子能力逐漸減弱。[解析](1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為。(2)當(dāng)氯氣遇到濕潤的淀粉-KI試紙時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI=I2＋2KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明氯氣的氧化性強(qiáng)于碘。(3)B中Cl2與NaBr溶液發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr與氯氣反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI=I2＋2KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的四氯化碳溶液，顯紫紅色，可以說明溴的氧化性強(qiáng)于碘。(5)過程Ⅲ主要是為了確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2，排除對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因?yàn)閺腃l到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。[答案](1)(2)濕潤的淀粉-KI試紙變藍(lán)(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾(6)原子半徑逐漸增大(1)若將D試管中的CCl4用苯來代替，打開活塞b后的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(2)下列事實(shí)或?qū)嶒?yàn)?zāi)苷f明氧化性：Cl2>Br2>I2的是________(填序號(hào))。①氯水分別滴入KBr、NaI溶液中顏色加深，而溴水滴入NaCl溶液中無明顯變化，滴入淀粉-KI溶液中，溶液變藍(lán)②H2和Cl2的混合氣體在光照條件下發(fā)生爆炸，H2和Br2的混合氣體在加熱條件下才能反應(yīng)，而H2和I2反應(yīng)更困難③Fe分別與Cl2、Br2、I2反應(yīng)生成FeCl3、FeBr3、FeI2④HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性越來越差⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐漸減小答案：(1)靜置后上層液體變?yōu)樽霞t色(2)①②④題組一鹵族元素的性質(zhì)1．在盛有溴水的三支試管中分別加入少量苯、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象，以下結(jié)論正確的是()A．①加CCl4；②加苯；③加酒精B．①加酒精；②加CCl4；③加苯C．①加苯；②加CCl4；③加酒精D．①加苯；②加酒精；③加CCl4解析：選C。苯的密度小于水而CCl4的密度大于水，酒精與水互溶，據(jù)此可判斷圖中的萃取分層情況分別是苯、CCl4和酒精。2．溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物，跟水反應(yīng)的方程式為IBr＋H2O=HBr＋HIO，下列有關(guān)IBr的敘述中，不正確的是()A．IBr是雙原子分子B．在很多反應(yīng)中，IBr是強(qiáng)氧化劑C．和NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaIOD．和水反應(yīng)時(shí)，既是氧化劑又是還原劑解析：選D。IBr中I為＋1價(jià)，Br為－1價(jià)。2個(gè)原子組成1個(gè)IBr分子，A正確；因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，所以B正確；跟水反應(yīng)的方程式IBr＋H2O=HBr＋HIO中反應(yīng)前后各元素的化合價(jià)均未發(fā)生變化，故該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤；與堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可看成是IBr先與水反應(yīng)，生成物HBr和HIO再與堿反應(yīng)，所以化學(xué)方程式為2NaOH＋I(xiàn)Br=NaBr＋NaIO＋H2O，C正確。eq\a\vs4\al()鹵素互化物和擬鹵素1．鹵素互化物由兩種鹵素互相結(jié)合而成的物質(zhì)叫鹵素互化物，如IBr、ICl、BrF3、ClF3。鹵素互化物與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似，有較強(qiáng)的氧化性，如能與金屬、H2O、NaOH等反應(yīng)：2IBr＋2Mg=MgBr2＋MgI2。但應(yīng)注意：鹵素互化物中，非金屬性弱的元素顯正價(jià)，如ICl中，I顯＋1價(jià)，Cl顯－1價(jià)，所以鹵素互化物與水或堿的反應(yīng)一般屬于非氧化還原反應(yīng)：IBr＋H2O=HBr＋HIO，IBr＋2NaOH=NaBr＋NaIO＋H2O。2．?dāng)M鹵素有些多原子分子與鹵素單質(zhì)性質(zhì)相似，其陰離子與鹵素陰離子性質(zhì)相似，如氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答這類題目時(shí)可用換元法，如把(SCN)2當(dāng)作X2，把SCN－當(dāng)作X－。題組二鹵素離子(X－)的檢驗(yàn)3．下列能夠檢驗(yàn)出KI中是否含有Br－的實(shí)驗(yàn)是()A．加入足量的新制氯水，溶液變色則有Br－B．加入酸性KMnO4溶液，觀察溶液顏色是否退去C．加入少量的碘水，再加入CCl4振蕩，有機(jī)層有色，則有Br－D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取水層并加入新制氯水，溶液呈橙色，則含有Br－解析：選D。A項(xiàng)，在KI中加入足量新制氯水，會(huì)置換出單質(zhì)碘而使溶液變色，故不能確定是否含有溴離子；B項(xiàng)，溴離子和碘離子均能使酸性高錳酸鉀溶液退色；C項(xiàng)，加入少量的碘水，再加入CCl4振蕩，有機(jī)層是因萃取單質(zhì)碘而顯色，并沒有溴單質(zhì)產(chǎn)生。4．甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X－(X－為Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，則溶液變?yōu)槌壬?，再加入丙溶液，顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子為()A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－解析：選B。甲中加氯水和淀粉后溶液變?yōu)槌壬?，說明甲中含有Br－，再加丙顏色無明顯變化，說明丙溶液中無I－，若有I－，則發(fā)生反應(yīng)：2I－＋Br2=2Br－＋I(xiàn)2，I2與淀粉變藍(lán)色，故丙中含Cl－，乙中含I－。eq\a\vs4\al()鹵素離子的檢驗(yàn)方法(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3,溶液和稀硝酸))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(生成白色沉淀，則有Cl－,生成淺黃色沉淀，則有Br－,生成黃色沉淀，則有I－))(2)置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4（下層）或汽油（上層）),\s\do5(振蕩))有機(jī)層呈eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙色，表明有Br－,紫色、淺紫色或紫紅色，表明有I－))(3)置換——淀粉法檢測I－未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振蕩))藍(lán)色溶液，表明有I－[課后達(dá)標(biāo)檢測][學(xué)生用書P261(單獨(dú)成冊)]一、選擇題1．(教材改編題)由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A．②④③⑤① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④⑤③①解析：選A。海水提鎂流程：鹵水eq\o(→,\s\up7(Ca（OH）2),\s\do5(過濾))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(鹽酸))MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(濃縮結(jié)晶),\s\do5(干燥))MgCl2。2．相同質(zhì)量的鎂條分別在①氧氣、②空氣、③氮?dú)狻ⅱ芏趸贾型耆紵?，燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是()A．②①③④ B．④①②③C．③②①④ D．③①②④解析：選C。根據(jù)2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO；3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2；2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C可知，鎂在空氣中發(fā)生以上三個(gè)反應(yīng)，所得固體是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根據(jù)各氣體在空氣中所占的比例可知C項(xiàng)正確。3．從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海水制碘的說法不正確的是()干海帶eq\o(→,\s\up7(灼燒))海帶灰eq\o(→,\s\up7(沸水),\s\do5(浸泡))懸濁液eq\o(→,\s\up7(過濾))濾液eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(H2O2))碘水eq\o(→,\s\up7(CCl4))I2的CCl4溶液eq\o(→,\s\up7(蒸餾))I2A．在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并用玻璃棒攪拌B．往含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，I－發(fā)生氧化反應(yīng)C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色D．將碘水加入CCl4中，通過萃取、分液得到I2的CCl4溶液解析：選A。灼燒固體，應(yīng)使用坩堝，A項(xiàng)說法錯(cuò)誤；H2O2能將I－氧化為I2，B項(xiàng)說法正確；碘遇淀粉變藍(lán)，C項(xiàng)說法正確；將碘水加入CCl4中，通過萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，D項(xiàng)說法正確。4．(2018·蘭州一中月考)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會(huì)逐漸變淺，最后變成無色(I2被氧化為HIO3)。下列說法正確的是()A．整個(gè)過程中的還原劑只有I2B．CCl4層由紫色變成無色的化學(xué)方程式為I2＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HClC．若用KI和Cl2反應(yīng)制1molKIO3，至少需要56LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．把KI換成KBr，則CCl4層變?yōu)榧t棕色。繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化，則Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由弱到強(qiáng)的順序是HBrO3<Cl2<HIO3解析：選B。實(shí)驗(yàn)過程中涉及兩個(gè)反應(yīng)：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－、I2＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HCl，第一個(gè)反應(yīng)中，還原劑為I－，第二個(gè)反應(yīng)中，還原劑為I2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2將I2氧化為HIO3，所以CCl4層由紫色變成無色，B項(xiàng)正確；KI與Cl2反應(yīng)制取KIO3的關(guān)系式為3Cl2～KIO3～6e－，制得1molKIO3至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl2為3mol×22．4L·mol－1＝67．2L，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2能制備HIO3，說明氧化性Cl2>HIO3，且由“把KI換成KBr，……顏色沒有變化”，可知氧化性HBrO3>Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．下列敘述中正確的是()A．液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應(yīng)加水封B．能使?jié)櫇竦牡矸?KI試紙變成藍(lán)色的物質(zhì)一定是Cl2C．某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－D．某溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag＋解析：選A。A項(xiàng)，液溴易揮發(fā)，存放液溴的試劑瓶中應(yīng)用水封，A正確。B項(xiàng)，淀粉-KI試紙變藍(lán)，說明有I2生成，將I－氧化成單質(zhì)I2需加氧化劑，Cl2、H2O2、Br2均可，B錯(cuò)誤。C項(xiàng)，加入CCl4，CCl4層顯紫色，說明原溶液中有I2而不是有I－，C錯(cuò)誤。D項(xiàng)，某溶液加入BaCl2，產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀，該溶液可能含SOeq\o\al(2－,4)：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，可能含Ag＋：Ag＋＋Cl－=AgCl↓，D錯(cuò)誤。6．海洋是一座巨大的化學(xué)資源寶庫，如圖是從海水中提取若干種化學(xué)物質(zhì)的流程圖，則下列說法正確的是()A．除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)，①中加入試劑的順序?yàn)镹a2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸B．②中包含制取MgCl2溶液、無水MgCl2及電解熔融狀態(tài)的MgCl2幾個(gè)階段C．③④⑤中溴元素均被氧化D．蒸餾法是技術(shù)最成熟也是最具發(fā)展前景的海水淡化方法解析：選B。A項(xiàng)中的加入順序會(huì)導(dǎo)致過量的Ba2＋無法除去，A錯(cuò)誤；單質(zhì)鎂是通過電解熔融MgCl2的方法制取的，B正確；流程圖中的第④步中溴元素被還原，C錯(cuò)誤；蒸餾法會(huì)消耗大量的能源，不是最具有發(fā)展前景的方法，D錯(cuò)誤。7．向含SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋、Br－、I－各0．1mol的溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl2，通入Cl2的體積和溶液中相關(guān)離子的物質(zhì)的量的關(guān)系圖正確的是()解析：選C。題中四種離子與Cl2反應(yīng)的先后順序依次是SOeq\o\al(2－,3)(消耗2．24LCl2)、I－(消耗1．12LCl2)、Fe2＋(消耗1．12LCl2)、Br－(消耗1．12LCl2)，因此C選項(xiàng)正確。8．某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探討Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性B．將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成C．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀D．將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體解析：選B。稀釋濃硫酸時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿著器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及時(shí)攪拌，A錯(cuò)誤；過濾時(shí)需要用玻璃棒引流，C錯(cuò)誤；蒸發(fā)溶液時(shí)應(yīng)該用蒸發(fā)皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必須在HCl氣氛中加熱才能得到無水MgCl2固體，D錯(cuò)誤。二、非選擇題9．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下：(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼，它的作用是________________________________，貝殼經(jīng)歷的有關(guān)變化的化學(xué)方程式是__________________________________。(2)寫出由MgCl2得到金屬鎂的反應(yīng)方程式：__________________________________。(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？(寫出實(shí)驗(yàn)步驟)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)從經(jīng)濟(jì)效益角度看，該化工廠的廠址應(yīng)選擇在__________________________。(5)實(shí)驗(yàn)室中將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下用到玻璃棒的目的。溶解時(shí)：___________________________________________________；過濾時(shí)：___________________________________________________；蒸發(fā)時(shí)：___________________________________________________。解析：在海水提鎂的生產(chǎn)中，利用海邊的貝殼制造石灰乳，以降低運(yùn)輸成本，將電解生成的氯氣與氫氣化合制備鹽酸，再將鹽酸與氫氧化鎂反應(yīng)制取氯化鎂，以實(shí)現(xiàn)原料的循環(huán)利用，以及將廠址選在海邊等都是為了提高經(jīng)濟(jì)效益。答案：(1)作為原料，用來制堿(或石灰乳)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2(2)MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑(3)加入MgCl2溶液至過量，過濾，即可除去Ca(OH)2(4)海邊(5)攪拌，加速溶解引流，使待過濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺攪拌，防止因局部過熱而使液體或晶體飛濺10．溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱堿性。工業(yè)上制備Br2的操作步驟：①一定條件下，將Cl2通入濃縮的海水中，生成Br2；②利用熱空氣將Br2吹出，并用濃Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等；③用硫酸酸化步驟②得到的混合物。完成下列填空：(1)Cl2氧化Br－應(yīng)在________條件下進(jìn)行，目的是為了避免______________________。(2)Br2可用熱空氣吹出，其原因是_____________________________________________。(3)寫出步驟③所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。用硫酸而不用鹽酸酸化的原因可能是__________________________。步驟②的產(chǎn)品有時(shí)運(yùn)輸?shù)侥康牡睾笤偎峄饕且驗(yàn)開____________________________________________。(4)為了除去工業(yè)Br2中微量的Cl2，可向工業(yè)Br2中________。a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液解析：(1)利用存在Br－的海水呈堿性和Cl2、Br2可與堿性物質(zhì)反應(yīng)可知為防止Cl2或得到的溴與堿反應(yīng)，則氯氣在氧化Br－時(shí)應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行。(2)溴可被熱空氣吹出，是因?yàn)殇宓姆悬c(diǎn)低，易揮發(fā)。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中，加入H2SO4，Br－與BrOeq\o\al(－,3)發(fā)生價(jià)態(tài)歸中反應(yīng)生成Br2，結(jié)合得失電子守恒、原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；酸化時(shí)不用鹽酸是防止在酸性條件下，BrOeq\o\al(－,3)將Cl－氧化為Cl2混入溴中；因溴具有強(qiáng)氧化性，易腐蝕其他物質(zhì)，所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到運(yùn)送到目的地再酸化。(4)根據(jù)給出的試劑，HBr和NaBr溶液均可除去Cl2，但HBr和Cl2反應(yīng)生成的HCl不易被除去；而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均會(huì)和Br2反應(yīng)。答案：(1)酸性Cl2歧化(或Br2歧化)(2)Br2易揮發(fā)(或Br2沸點(diǎn)低)(3)3H2SO4＋5NaBr＋NaBrO3=3Na2SO4＋3Br2＋3H2O酸性條件下BrOeq\o\al(－,3)能將氯離子氧化為氯氣溴具有強(qiáng)氧化性(或強(qiáng)腐蝕性)(4)c11．實(shí)驗(yàn)室從含碘廢液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式為________________________________________________________________________；該操作將I2還原為I－的目的是_____________________________________________。(2)操作X的名稱為________。(3)氧化時(shí)，在三頸燒瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調(diào)至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40℃左右反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。實(shí)驗(yàn)控制在較低溫度下進(jìn)行的原因是____________________________________；錐形瓶里盛放的溶液為________________。(4)已知：5SOeq\o\al(2－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O。某含碘廢水(pH約為8)中一定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(－,3)中的一種或兩種。請(qǐng)補(bǔ)充完整檢驗(yàn)含碘廢水中是否含有I－、IOeq\o\al(－,3)的實(shí)驗(yàn)方案：取適量含碘廢水用CCl4多次萃取、分液，直到水層用淀粉溶液檢驗(yàn)不出有碘單質(zhì)存在；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀鹽酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。解析：(1)I2單質(zhì)被SOeq\o\al(2－,3)還原為I－，SOeq\o\al(2－,3)被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；將I2還原為I－的目的是使溶于CCl4中的碘進(jìn)入水層。(2)CCl4不溶于水，因此可以通過分液的方法使其與水分離。(3)溫度較低時(shí)Cl2的溶解度大，同時(shí)減少I2的升華；在錐形瓶里面放入NaOH溶液吸收尾氣。(4)要證明I－的存在，可以利用Fe3＋將I－氧化為I2單質(zhì)，利用淀粉遇I2變藍(lán)色，可以證明反應(yīng)的發(fā)生；要證明IOeq\o\al(－,3)的存在，可以利用SOeq\o\al(2－,3)的還原性，將其還原為I2單質(zhì)，利用淀粉遇I2變藍(lán)色，可以證明反應(yīng)的發(fā)生。答案：(1)SOeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋使溶于CCl4中的碘進(jìn)入水層(2)分液(3)使氯氣在溶液中有較大的溶解度(或防止I2升華或防止I2進(jìn)一步被氧化)NaOH溶液(4)從水層取少量溶液，加入1～2mL淀粉溶液，加鹽酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有I－；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有I－。另從水層取少量溶液，加入1～2mL淀粉溶液，加稀鹽酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液變藍(lán)，說明廢水中含有IOeq\o\al(－,3)；若溶液不變藍(lán)，說明廢水中不含有IOeq\o\al(－,3)12．如下圖所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理和性質(zhì)，回答下列問題：(1)寫出裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。裝置甲中的儀器使用前需要檢漏的有________(寫名稱)。(2)利用裝置丙制取飽和氯水并測其pH。①證明氯水已飽和的現(xiàn)象是________________________________________________________________________