- 化学与资源开发利用
- 共19748题
(2013秋•济宁期末)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示),下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、选项中的试剂添加顺序中,钡离子最后无法除去,则加入的药品顺序为:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,故A错误;
B、工段②中的MgCl2•6H2O脱水过程中镁离子易水解生成氢氧化镁沉淀,在氯化氢气体中脱水可以抑制镁离子水解;MgCl2•6H20要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2,故B错误;
C、第③步将溴离子被氧化为溴单质,第④步中溴单质被还原为溴离子,第⑤步中溴离子被氧化为溴单质,故C错误;
D、第③步将溴离子被氧化为溴单质,第④步中溴单质被还原为溴离子,第⑤步中溴离子被氧化为溴单质,过程的目的是浓缩,故D正确.
故选:D.
有关海洋中部分资源的利用(如图)的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.因为澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小,故应该用Cl2与石灰乳制制取漂白粉,故A错误;
B.为了抑制Mg2+水解,MgCl2•6H2O晶体制无水MgCl2时需在HCl气流中加热脱水,故B正确;
C.溴单质能把SO2氧化为硫酸,其反应为:Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr,故C正确;
D.ICl和IBr中I元素均为+1价,与KI中的-1价I发生归中反应,生成I2,然后进行升华提纯,故D正确;
故选A.
海水中含有丰富的溴,从海水中提取溴的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)从盐碱湖中取食盐和纯碱,有“夏晒盐,冬天捞碱”之说,其原理是______;
(2)如果直接萃取操作Ⅰ的溴溶液获取粗溴,后果是______,操作Ⅰ通常需要用稀硫酸酸化,其目的是______;
(3)工业上,利用热气体X将溶液中的溴单质吹出,X可能是______,利用溴单质的性质是______(填“氧化性”“还原性”“挥发性”或“腐蚀性”);
(4)用纯碱溶液吸收溴蒸气的离子方程式为______;
(5)粗溴中含少量氯气,用离子方程式表示溴化钠的作用:______;
(6)已知氧化性:BrO3->Cl2,操作2中,如果用浓盐酸代替硫酸,其后果可能是______.
正确答案
解:(1)纯碱的溶解度随温度的降低而减小,且受温度的影响较大,所以冬天时纯碱的溶解度很小,会有很多的纯碱晶体从湖中结晶析出,所以冬天捞碱;夏天时,温度高,纯碱的溶解度变得很大,而氯化钠的溶解度几乎不变,随着水分的很快蒸发,氯化钠就会从溶液中结晶析出,
故答案为:纯碱的溶解度受温度影响大,冬天温度低,纯碱易析出;食盐溶解度受温度影响不大,夏天温度高,水分易蒸发,食盐易析出;
(2)操作1的溶液组成有水、液溴还有含有氯离子的盐等成分,溴单质的浓度较小,如果直接,萃取操作1的溴溶液获取粗溴,会导致获得溴产量低、成本高;操作2中稀硫酸提供氢离子,使溴化钠和溴酸钠在酸性条件下生成溴单质,
故答案为:获得的溴产量较低、成本较高;提供氢离子,使溴化钠和溴酸钠在酸性条件下生成溴单质;
(3)根据溴单质的挥发性,工业上利用热空气将溶液中的溴单质吹出,故答案为:空气;挥发性;
(4)碳酸钠与溴单质反应生成溴化钠、溴酸钠和水,反应的离子方程式为:3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑,故答案为:3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑;
(5)氯气能够与溴离子反应生成溴单质,反应的离子方程式为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
(6)由于氧化性:BrO3->Cl2,BrO3-可氧化Cl-,操作2中,如果用浓盐酸代替硫酸,溴酸钠会将Cl-氧化为氯气,影响生成溴的纯度,
故答案为:溴酸钠将Cl-氧化为氯气,影响生成溴的纯度.
解析
解:(1)纯碱的溶解度随温度的降低而减小,且受温度的影响较大,所以冬天时纯碱的溶解度很小,会有很多的纯碱晶体从湖中结晶析出,所以冬天捞碱;夏天时,温度高,纯碱的溶解度变得很大,而氯化钠的溶解度几乎不变,随着水分的很快蒸发,氯化钠就会从溶液中结晶析出,
故答案为:纯碱的溶解度受温度影响大,冬天温度低,纯碱易析出;食盐溶解度受温度影响不大,夏天温度高,水分易蒸发,食盐易析出;
(2)操作1的溶液组成有水、液溴还有含有氯离子的盐等成分,溴单质的浓度较小,如果直接,萃取操作1的溴溶液获取粗溴,会导致获得溴产量低、成本高;操作2中稀硫酸提供氢离子,使溴化钠和溴酸钠在酸性条件下生成溴单质,
故答案为:获得的溴产量较低、成本较高;提供氢离子,使溴化钠和溴酸钠在酸性条件下生成溴单质;
(3)根据溴单质的挥发性,工业上利用热空气将溶液中的溴单质吹出,故答案为:空气;挥发性;
(4)碳酸钠与溴单质反应生成溴化钠、溴酸钠和水,反应的离子方程式为:3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑,故答案为:3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑;
(5)氯气能够与溴离子反应生成溴单质,反应的离子方程式为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
(6)由于氧化性:BrO3->Cl2,BrO3-可氧化Cl-,操作2中,如果用浓盐酸代替硫酸,溴酸钠会将Cl-氧化为氯气,影响生成溴的纯度,
故答案为:溴酸钠将Cl-氧化为氯气,影响生成溴的纯度.
某化学研究性学习小组以海带为原料制取了少量碘水.现用四氯化碳从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液.其实验操作可分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL四氯化碳加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检查分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转分液漏斗,用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯承接溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔;
H.静置、分层;
就此实验,完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写)______→______→______→______→______→______→______→______.
(2)上述 E 步骤的操作中应注意______;上述G 步骤操作的目的是______.
(3)能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是______.
(4)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多,能不能用酒精来萃取碘水中的碘______(填“能”或“不能”),其理由是______.
正确答案
解:(1)CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液,操作为查漏→装液→振荡→静置→分液,则步骤为C→B→D→A→G→H→E→F,
故答案为:C;B;D;A;G;H;E;F;
(2)旋开活塞,分离下层液体,应使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不要让上层液体流出;(G)步骤目的为操作时使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗内的液体顺利流出,
故答案为:使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,下层液体流完后要及时关闭活塞,不要让上层液体流出;使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗内的液体顺利流出;
(3)选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是CCl4与水不互溶,而且碘在CCl4中的溶解度比在水中的大得多,
故答案为:四氯化碳与水互不相溶,且碘在四氯化碳中的溶解度比在水中更大;
(4)酒精与水可以互溶,不分层,不能用酒精来萃取碘水中的碘,故答案为:不能;酒精与水可以互溶.
解析
解:(1)CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液,操作为查漏→装液→振荡→静置→分液,则步骤为C→B→D→A→G→H→E→F,
故答案为:C;B;D;A;G;H;E;F;
(2)旋开活塞,分离下层液体,应使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不要让上层液体流出;(G)步骤目的为操作时使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗内的液体顺利流出,
故答案为:使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,下层液体流完后要及时关闭活塞,不要让上层液体流出;使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗内的液体顺利流出;
(3)选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是CCl4与水不互溶,而且碘在CCl4中的溶解度比在水中的大得多,
故答案为:四氯化碳与水互不相溶,且碘在四氯化碳中的溶解度比在水中更大;
(4)酒精与水可以互溶,不分层,不能用酒精来萃取碘水中的碘,故答案为:不能;酒精与水可以互溶.
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在.有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中),得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:
(提示:Cl2和I-可发生置换反应)
(1)灼烧海带时需要用到的实验仪器是______(从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处).
A.坩埚 B.烧杯 C.坩埚钳 D.三脚架 E.泥三角 F.酒精灯
(2)过程②中充入足量Cl2的目的是______,反应的离子方程式为______.
(3)操作③中所用的有机试剂是四氯化碳.
(4)操作过程③可以分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL有机溶剂加入分液漏斗中,盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗用力振荡,不时旋开活塞放气,后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层液体;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;
H.静置、分层.
a.上述G步操作的目的是______;
b.最后碘的有机溶液是通过______获得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”).
(5)若要检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘,可以取样加入______,观察颜色变化.
(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液,还需要经过蒸馏,观察图所示实验装置,指出其明显错误有______处.
(7)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______.
正确答案
解:(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,转移坩埚需用坩埚钳,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,
故答案为:ACDE;
(2)氯气具有强氧化性,碘离子具有还原性,二者能发生氧化还原反应生成碘和氯离子,离子方程式为:2I-+Cl2=2Cl-+I2,
故答案为:氧化碘离子;2I-+Cl2=2Cl-+I2;
(4)a.分液漏斗使用时:将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准,可以平衡气压,便于液体流出,
故答案为:平衡压力便于液体流出;
b.分液漏斗中的下层液体从下口漏出,上层液体从上口倒出,萃取剂四氯化碳的密度大于水,含有碘单质的四氯化碳在下层,从下口漏出,
故答案为:漏斗下口;
(5)提取碘后的水溶液中若是含有单质碘,则遇到淀粉会变蓝色,可以取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液,观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘),
故答案为:淀粉溶液;
(6)冷凝水应是下进上出,温度计测量蒸气的温度,温度计水银球应与烧瓶支管口相平,烧杯需要垫石棉网加热,其错误有三处,
故答案为:三;
(7)水浴加热的温度是使试管内或烧杯内试剂受热温度均匀,具有长时间加热温度保持恒定的特点,
故答案为:受热比较均匀,温度容易控制.
解析
解:(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,转移坩埚需用坩埚钳,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,
故答案为:ACDE;
(2)氯气具有强氧化性,碘离子具有还原性,二者能发生氧化还原反应生成碘和氯离子,离子方程式为:2I-+Cl2=2Cl-+I2,
故答案为:氧化碘离子;2I-+Cl2=2Cl-+I2;
(4)a.分液漏斗使用时:将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准,可以平衡气压,便于液体流出,
故答案为:平衡压力便于液体流出;
b.分液漏斗中的下层液体从下口漏出,上层液体从上口倒出,萃取剂四氯化碳的密度大于水,含有碘单质的四氯化碳在下层,从下口漏出,
故答案为:漏斗下口;
(5)提取碘后的水溶液中若是含有单质碘,则遇到淀粉会变蓝色,可以取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液,观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘),
故答案为:淀粉溶液;
(6)冷凝水应是下进上出,温度计测量蒸气的温度,温度计水银球应与烧瓶支管口相平,烧杯需要垫石棉网加热,其错误有三处,
故答案为:三;
(7)水浴加热的温度是使试管内或烧杯内试剂受热温度均匀,具有长时间加热温度保持恒定的特点,
故答案为:受热比较均匀,温度容易控制.
海水资源的利用具有非常广阔的前景.
(1)海水淡化的主要方法有(只写出1种即可)______.
(2)海水中丰富的氯化钠是重要的化工原料,如电解饱和食盐水可以制备多种化工产品.
①用石墨电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式是______.
②常温下,用石墨电极电解饱和食盐水,当阴极产生的气体体积为112mL(已折算为标准状况)时停止电解,此时溶液体积为1L,若忽略气体的溶解,最终溶液的pH约为______.
正确答案
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,其中最常用的是蒸馏法,目前多采用多级闪急蒸馏法,故答案为:蒸馏法;
(2)①电解饱和食盐水时,阳极是氯离子失电子生成氯气的过程,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
②因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为112mL即0.005mol时,生成氢氧化钠的物质的量为0.01mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=
═0.01mol/L,所以氢离子的浓度为
=1×10-12mol/L,pH=12,故答案为:12.
解析
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,其中最常用的是蒸馏法,目前多采用多级闪急蒸馏法,故答案为:蒸馏法;
(2)①电解饱和食盐水时,阳极是氯离子失电子生成氯气的过程,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
②因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为112mL即0.005mol时,生成氢氧化钠的物质的量为0.01mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=
═0.01mol/L,所以氢离子的浓度为
=1×10-12mol/L,pH=12,故答案为:12.
目前,世界上生产的镁有60%来自海水,其生产流程图如下
(1)贝壳的主要化学成分为______(写化学式);
(2)写出反应②的离子方程式:______
(3)写出Mg与CO2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向与数目:______其中还原剂是______
(4)电解氯化镁所得的氯气除用于生产盐酸外,请举出氯气在工业上的另一种用途(用化学方程式表示)
______.
正确答案
CaCO3
Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O
Mg
2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
解析
解:煅烧贝壳发生的反应为CaCO3CO2↑+CaO,氧化钙和水反应制得石灰乳,反应方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2,镁离子和石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,电解熔融氯化镁制得Mg,反应方程式为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,氢气在氯气中燃烧得到氯化氢,反应方程式为H2+Cl2=2HCl,
(1)贝壳的主要成分是碳酸钙,其化学式为CaCO3,故答案为:CaCO3;
(2)氢氧化镁和稀盐酸发生复分解反应生成氯化镁和水,离子反应方程式为:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O,
故答案为:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O;
(3)镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,该反应中Mg元素化合价由0价变为+2价、C元素化合价由+4价变为0价,转移电子数为4,,该反应中的还原剂是Mg,
故答案为:;Mg;
(4)氯气是制备漂粉精的主要原料,发生的反应为:2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,
故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
海带含有丰富的碘.为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三角架外,还需要用到的仪器是______(从下列仪器中选择所需的仪器,用标号字母填写在空白处)
A、烧杯 B、坩埚 C、表面皿 D、泥三角 E、酒精灯 F、干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是______;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是______.
(3)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是______.
(4)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法______.
正确答案
解:(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,故答案为:BDE;
(2)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤,步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离,则实验操作为蒸馏,
故答案为:过滤;蒸馏;
(3)根据萃取的基本原则两种溶剂互不相溶,且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多,故答案为:苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大;
(4)碘遇淀粉变蓝色,故答案为:取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色,如果变蓝,说明含有单质碘.
解析
解:(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,故答案为:BDE;
(2)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤,步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离,则实验操作为蒸馏,
故答案为:过滤;蒸馏;
(3)根据萃取的基本原则两种溶剂互不相溶,且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种大的多,故答案为:苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大;
(4)碘遇淀粉变蓝色,故答案为:取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色,如果变蓝,说明含有单质碘.
海水开发利用的部分过程如图所示.下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A.氯气、溴单质与水之间能发生反应,酸化可抑制它们与水的反应,向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴,通入Cl2是为了提取溴,向苦卤中通入Cl2前,可先用稀硫酸酸化,故A正确;
B.煅烧贝壳得到CaO,将CaO溶于水得到石灰乳,石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,沉淀剂廉价且原料来源广泛,工业生产中常选用生石灰或石灰水作沉淀剂,故B错误;
C.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯,故C正确;
D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质,溴单质沸点低,易挥发,用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收转化为HBr,达到富集的目的,故D正确;
故选B.
海水化学资源开发利用如图所示:
下列说法错误是( )
正确答案
解析
解:A.粗盐提纯过程中,向将粗盐溶解,然后向溶液中滴加除杂剂将杂质转化为沉淀,最后采用过滤的方法将沉淀除去,故A正确;
B.镁属于活泼金属,工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼,电解氯化镁溶液时,阴极上氢离子放电而不是镁离子放电,所以电解氯化镁溶液得不到镁,故B错误;
C.向母液中加入NaOH溶液将镁离子转化为Mg(OH)2,然后将Mg(OH)2转化为MgCl2,发生的离子反应方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↑、Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,这两个方程式中没有转移电子,所以由“母液→MgCl2”一系列变化未涉及氧化还原反应,故C正确;
D.溴易挥发,通入热空气时能将溴转化为溴蒸气,从而将溴分离出来,故D正确;
故选B.
据科学家预测:再过100年后,全球气温估计将上升大约1.4~5.8℃.根据这一预测,全球气温上升将给全球环境带来不可估测影响,其中水资源的匮乏将是首当其冲.海水占地球总储水量的97.2%.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,又能充分利用海洋资源.
(1)就目前技术而言,结合能源消耗等问题,下列适用于“海水淡化”的技术是______(填序号).
A.蒸馏法 B.电渗析法 C.冷结法 D.离子交换法 E.反渗透法
(2)远古时代就利用海水晒盐,此项技术属于物质分离实验操作中的______.
(3)海水晒盐得到的母液中,还有大量的镁、钾离子和一定量的溴、碘化合物.其中通过先进的分离技术得到MgCl2•6H2O产品,此产品还需要在不断通入“干燥氯化氢”的条件下脱水才能得到无水MgCl2,此原因是:______;如果实验以海水、氯气等为基本原料来制得单质溴、碘,最基本操作过程是______、______、______.
(4)钛被称为21世纪金属,具有密度小、强度大,不溶于一般的强酸、强碱等优良性能,广泛用于航空、航天以及生物医学等领域.工业上可以用Mg高温还原TiCl4而制得.请设计合理的实验操作,处理上述反应产物,得到纯钛,简述操作过程:______.
正确答案
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法、冷冻法、离子交换法、反渗透法等,结合能源消耗等问题冷冻法、离子交换法、反渗透法消耗能量少,
故答案为:CDE;
(2)海水晒盐,此项技术属于物质分离实验操作中的蒸发结晶方法,
故答案为:蒸发结晶;
(3)MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2,若直接加热MgCl2•6H2O,会促进Mg2+水解,得不到无水MgCl2,因Mg2+水解呈酸性,加盐酸或在氯化氢气流中可抑制Mg2+水解,故一定条件为在HCl气流中,目的是抑制Mg2+水解;如果实验以海水、氯气等为基本原料来制得单质溴、碘,最基本操作过程是通入氯气氧化溴离子、碘离子为溴单质,碘单质,利用分液的方法加入萃取剂分液方法得到,最后依据沸点采取蒸馏的方法得到单质,
故答案为:抑制MgCl2水解,防止生成Mg(OH)2;氧化(通氯气);萃取(萃取、分液);蒸馏;
(4)用Mg高温还原TiCl4而制得氯化镁和钛,钛不溶于一般的强酸、强碱等优良性能,加入盐酸溶解过量的镁,热量氯化镁,过滤洗涤干燥得到纯钛,
故答案为:将产物加入足量的稀盐酸、过滤、洗涤、干燥,得到纯钛.
解析
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法、冷冻法、离子交换法、反渗透法等,结合能源消耗等问题冷冻法、离子交换法、反渗透法消耗能量少,
故答案为:CDE;
(2)海水晒盐,此项技术属于物质分离实验操作中的蒸发结晶方法,
故答案为:蒸发结晶;
(3)MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2,若直接加热MgCl2•6H2O,会促进Mg2+水解,得不到无水MgCl2,因Mg2+水解呈酸性,加盐酸或在氯化氢气流中可抑制Mg2+水解,故一定条件为在HCl气流中,目的是抑制Mg2+水解;如果实验以海水、氯气等为基本原料来制得单质溴、碘,最基本操作过程是通入氯气氧化溴离子、碘离子为溴单质,碘单质,利用分液的方法加入萃取剂分液方法得到,最后依据沸点采取蒸馏的方法得到单质,
故答案为:抑制MgCl2水解,防止生成Mg(OH)2;氧化(通氯气);萃取(萃取、分液);蒸馏;
(4)用Mg高温还原TiCl4而制得氯化镁和钛,钛不溶于一般的强酸、强碱等优良性能,加入盐酸溶解过量的镁,热量氯化镁,过滤洗涤干燥得到纯钛,
故答案为:将产物加入足量的稀盐酸、过滤、洗涤、干燥,得到纯钛.
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)溴在周期表中位于______周期______族.
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是______.
(3)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为______.
(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很大的特点进行分离.分离仪器的名称是______.
(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”、“氯化”后再蒸馏,这样操作的意义是______.
正确答案
4
VIIA
酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
温度过高,大量水蒸气随之排出,溴气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低
分液漏斗
“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.
解析
解:(1)因溴在氯的下一周期,与氯在同一主族,所以溴在周期表中位于第4周期VIIA族,故答案为:4,VIIA;
(2)氯气、溴单质与水之间能发生反应,酸化可抑制它们与水的反应,故答案为:酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;
(3)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-;(4)在溴水中,溴的沸点是58.5°C,水的是100°C,温度过高,大量水蒸气随之排出,溴气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低,故答案为:温度过高,大量水蒸气随之排出,溴气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低;
(5)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液漏斗;
(6)海水中溴离子的含量较少,在海水提取溴之前,必须进行海水浓缩,故答案为:“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.
如图所示,利用海水可提取很多重要的化工原料.
下列有关说法正确的是.( )
正确答案
解析
解:A、除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质,先除硫酸根离子,需要BaCl2溶液,再除镁离子,需要NaOH溶液,最后除钙离子,加入Na2CO3溶液,故A错误;
B、氯碱工业中,电解池的阳极材料也是惰性的,故B错误;
C、由③的转化可知,结晶水合物失去结晶水并生成氯化镁,为防止镁离子水解,应在酸性条件下进行,故C错误;
D、由④可知NaBr→Br2,NaBr中溴元素的化合价为-1价,单质中溴元素的化合价为0,则在反应中溴元素的化合价升高,由信息可知溴元素被氧化,第⑤、⑥步是溴的提纯,既有溴元素被氧化也有溴元素被还原;故D正确;
故选D.
海洋植物如海带中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在.实验室从海带中提取碘的流程图如图1:(已知:Cl2+2I-═2Cl-+I2)
(1)指出提碘的过程中有关的实验操作名称:①______,③______,④______.
(2)操作③、④可以分解为如下几步:
A、旋开活塞,用烧杯盛接溶液
B、从分液漏斗上口倒出上层溶液
C、打开分液漏斗上口玻璃塞或使塞上的凹槽对准漏斗上口的小孔
D、静置,分层
E、把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈上
F、把50mL碘水和15mL苯加入分液漏斗中,盖好玻璃塞
G、检查分液漏斗是否漏液
H、倒转分液漏斗,振荡
(i)正确的操作顺序是:G→______→______→E→D→______→______→B.
(ii)能选用苯做萃取剂的原因是:______.
(iii)上述(C)这样操作的目的是:______.
(3)从流程图2中,将操作④后的______层液体(填“上”或“下”)用如图仪器进行操作⑤,写出仪器的名称:X______,Y______,请指出下图装置中存在的一处错误:______.
正确答案
解:(1)过滤适用于不溶于水的固体和液体,海藻在坩埚中灼烧,加水浸泡,经过滤得到残渣和滤液,将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,
加入苯萃取,经分液后得到碘的苯溶液,由以上分析可知①为过滤,③为萃取,④为分液,
故答案为:过滤;萃取;分液;
(2)(i)③、④顺序为:检查分液漏斗是否漏液→把50mL碘水和15mL苯加入分液漏斗中,盖好玻璃塞→倒转分液漏斗,振荡→把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈上→静置,分层→打开分液漏斗上口玻璃塞或使塞上的凹槽对准漏斗上口的小孔→旋开活塞,用烧杯盛接溶液→从分液漏斗上口倒出上层溶液,所以正确的操作顺序是:GFHEDCAB,
故答案为:F;H;C;A;B;
(ii)苯与原溶剂互不相溶且不发生化学反应,碘在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度,所应可用苯作萃取剂,
故答案为:苯与原溶剂互不相溶且不发生化学反应,碘在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度;
(iii)不打开活塞,液体在大气压作用下无法流出,目的是保持分液漏斗内外压力平衡,使液体易于流下,
故答案为:保持分液漏斗内外压力平衡,使液体易于流下;
(3)苯的密度比水小,则苯在上层,苯中溶解碘,分离二者,可用蒸馏的方法,蒸馏时需蒸馏装置,X为蒸馏烧瓶,Y为冷凝管,为充分冷凝,冷凝水应从下端进,上端出,最后苯在锥形瓶中回收,装置中存在的一处错误,温度计水银球的位置错误,温度计水银球伸入到液面以下,温度计水银球应与烧瓶支管口相平测蒸气温度,
故答案为:上;蒸馏烧瓶;冷凝管;温度计水银球伸入到液面以下.
解析
解:(1)过滤适用于不溶于水的固体和液体,海藻在坩埚中灼烧,加水浸泡,经过滤得到残渣和滤液,将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,
加入苯萃取,经分液后得到碘的苯溶液,由以上分析可知①为过滤,③为萃取,④为分液,
故答案为:过滤;萃取;分液;
(2)(i)③、④顺序为:检查分液漏斗是否漏液→把50mL碘水和15mL苯加入分液漏斗中,盖好玻璃塞→倒转分液漏斗,振荡→把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈上→静置,分层→打开分液漏斗上口玻璃塞或使塞上的凹槽对准漏斗上口的小孔→旋开活塞,用烧杯盛接溶液→从分液漏斗上口倒出上层溶液,所以正确的操作顺序是:GFHEDCAB,
故答案为:F;H;C;A;B;
(ii)苯与原溶剂互不相溶且不发生化学反应,碘在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度,所应可用苯作萃取剂,
故答案为:苯与原溶剂互不相溶且不发生化学反应,碘在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度;
(iii)不打开活塞,液体在大气压作用下无法流出,目的是保持分液漏斗内外压力平衡,使液体易于流下,
故答案为:保持分液漏斗内外压力平衡,使液体易于流下;
(3)苯的密度比水小,则苯在上层,苯中溶解碘,分离二者,可用蒸馏的方法,蒸馏时需蒸馏装置,X为蒸馏烧瓶,Y为冷凝管,为充分冷凝,冷凝水应从下端进,上端出,最后苯在锥形瓶中回收,装置中存在的一处错误,温度计水银球的位置错误,温度计水银球伸入到液面以下,温度计水银球应与烧瓶支管口相平测蒸气温度,
故答案为:上;蒸馏烧瓶;冷凝管;温度计水银球伸入到液面以下.
[化学--选修化学与技术]
沿海地区有着丰富的海水资源,海水占地球总储水量的97.4%,海水是人类宝贵的自然资源,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海水资源,从海水中可以提取多种化工原料,如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图:
(1)请列举海水淡化的两种方法______、______.
(2)使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术.聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式______.
(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95%,有关反应的离子方程式______
(4)在制取无水氯化镁时需要在干躁的HCl气流中加热MgCl2.6H2O的原因______.
(5)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁,下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是______
A.H2 B.CO2 C.空气 D.O2 E.水蒸气
(6)苦卤(海水蒸发结晶分离出食盐后的母液)中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质.用沉淀法测定苦卤中MgCl2的含量(g/L),测定过程中应获取的数据有______.
正确答案
解:(1)海水淡化即利用海水脱盐生产淡水的过程,常见的方法有:蒸馏法、膜法、冷冻法、离子交换法等,故答案为:蒸馏法;电渗析法;
(2)聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚反应的产物,根据聚合物找单体的方法,则单体为丙烯酸钠,结构简式为:CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,是为了富集溴元素,用SO2水溶液吸收Br2的原理方程式为:
Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,故答案为:富集溴元素;Br2+SO2+2H2O═4H++SO2-4+2Br-;
(4)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,
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;
(5)能和金属镁发生反应的气体:氮气、氧气、二氧化碳、水,所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂,故选A;
(6)苦卤中含有MgCl2、MgSO4两种含镁离子的盐,测定苦卤中MgCl2的含量必须将硫酸镁中的镁离子去除,可以先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量,
故答案为:苦卤样品体积、加入NaOH溶液后生成Mg(OH)2的质量、加入BaCl2溶液后生成BaSO4的质量.
解析
解:(1)海水淡化即利用海水脱盐生产淡水的过程,常见的方法有:蒸馏法、膜法、冷冻法、离子交换法等,故答案为:蒸馏法;电渗析法;
(2)聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚反应的产物,根据聚合物找单体的方法,则单体为丙烯酸钠,结构简式为:CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,是为了富集溴元素,用SO2水溶液吸收Br2的原理方程式为:
Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,故答案为:富集溴元素;Br2+SO2+2H2O═4H++SO2-4+2Br-;
(4)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,
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;
(5)能和金属镁发生反应的气体:氮气、氧气、二氧化碳、水,所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂,故选A;
(6)苦卤中含有MgCl2、MgSO4两种含镁离子的盐,测定苦卤中MgCl2的含量必须将硫酸镁中的镁离子去除,可以先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量,
故答案为:苦卤样品体积、加入NaOH溶液后生成Mg(OH)2的质量、加入BaCl2溶液后生成BaSO4的质量.
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