- 化学与资源开发利用
- 共19748题
海带中含有丰富的碘.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)指出提取过程中有关实验操作的名称:③______,⑤______.
(2)步骤④反应的离子方程式是______.
(3)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是______.
(4)设计一个简单的实验,检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘.请写出该实验的实验步骤、现象及结论______.
正确答案
解:(1)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤,步骤⑤是将碘单质从碘水中分离出来,实验操作为萃取分液,
故答案为:过滤;萃取分液;
(2)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘:离子方程式为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O;
故答案为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(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)根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在,实验操作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,说明还有单质碘),
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,说明还有单质碘).
解析
解:(1)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤,步骤⑤是将碘单质从碘水中分离出来,实验操作为萃取分液,
故答案为:过滤;萃取分液;
(2)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘:离子方程式为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O;
故答案为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(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)根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在,实验操作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,说明还有单质碘),
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,说明还有单质碘).
海水是重要的资源,可以制备一系列物质(如图).下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、步骤②中,应先通NH3,再通CO2,目的是增多二氧化碳溶解生成碳酸氢钠晶体,故A错误;
B、步骤③MgCl2•6H2O氯化镁水溶液中水解,加热促进水解,晶体不能在空气中直接加热脱水,应在氯化氢气流中加热失水,故B错误;
C、步骤④是溴离子被氧化为溴单质,步骤⑤是溴单质被还原为溴化氢,步骤⑥溴元素被氧化为溴单质,故C错误;
D、镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,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,所以正确的顺序为:②加过量的氢氧化钠溶液 ⑤加过量的氯化钡溶液 ④加过量的碳酸钠溶液 ①过滤 ③加适量盐酸.,故D正确;
故选D.
南通濒江临海,有较长的海岸线,海洋资源十分丰富.
(1)海水晒盐可获得粗盐,在实验室中粗盐经过溶解、______、______可制得精盐.
(2)目前世界上60%的镁是从海水中提取的.其主要步骤如下:
①提取Mg的过程中,试剂A可以选用______,试剂B选用______,由无水MgCl2制取Mg的反应类型为______.
②分离出Mg(OH)2后的NaCl溶液中还含有CaCl2、Na2SO4等杂质,为了获得NaCl溶液,在分离后的溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、Na2CO3溶液,过滤,再向滤液中加入适量盐酸.实验中加入过量BaCl2溶液是为了除去______;加入过量Na2CO3溶液的目的是______.
(3)目前海水淡化普遍采用“多级闪急蒸馏法”,证明蒸馏得到的水为淡水的方法是______.
正确答案
解:(1)粗盐提纯的主要步骤是:溶解、过滤、蒸发,故答案为:过滤;蒸发;
(2)①MgSO4与Ca(OH)2反应:MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4,Mg(OH)2与HCl反应:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O,无水MgCl2制取Mg的反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,是分解反应,
故答案为:氢氧化钙溶液;盐酸;分解反应;
②钡离子可以和硫酸根反应生成沉淀,碳酸根离子可以把过量的钡离子转化为沉淀,同时能够和钙离子结合生成沉淀,
故答案为:Na2SO4;除去CaCl2和过量的BaCl2;
(3)检验氯离子的方法:取样并滴加AgNO3溶液,若没有白色沉淀,说明无氯离子,证明蒸馏得到的水为淡水即证明水中无氯离子,故答案为:取样并滴加AgNO3溶液,若没有白色沉淀,说明蒸馏海水为淡水.
解析
解:(1)粗盐提纯的主要步骤是:溶解、过滤、蒸发,故答案为:过滤;蒸发;
(2)①MgSO4与Ca(OH)2反应:MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4,Mg(OH)2与HCl反应:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O,无水MgCl2制取Mg的反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,是分解反应,
故答案为:氢氧化钙溶液;盐酸;分解反应;
②钡离子可以和硫酸根反应生成沉淀,碳酸根离子可以把过量的钡离子转化为沉淀,同时能够和钙离子结合生成沉淀,
故答案为:Na2SO4;除去CaCl2和过量的BaCl2;
(3)检验氯离子的方法:取样并滴加AgNO3溶液,若没有白色沉淀,说明无氯离子,证明蒸馏得到的水为淡水即证明水中无氯离子,故答案为:取样并滴加AgNO3溶液,若没有白色沉淀,说明蒸馏海水为淡水.
海洋中含碘丰富,其中碘以I-形式存在.某实验提取碘的流程如图所示.
(1)下列海产品中可以考虑用于工业上大量地提取碘的是______.
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
(2)图中海藻灼烧成灰的目的是______ 指出实验操作①的名称______.
(3)下列有机溶剂不能用来提取碘的是______
A.汽油 B.四氯化碳 C.酒精.
正确答案
④
增加反应物接触面积或加速溶解
过滤
C
解析
解:(1)①贝壳主要成分为碳酸钙,故①不选;
②紫菜主要成分为蛋白质、维生素,故②不选;
③鱼主要成分为蛋白质,故③不选;
④海带含有丰富的碘元素,主要以碘化钾的形式存在,故④选;
故选④;
(2)海藻中碘以I-形式存在,提取碘,将海藻灼烧成灰的目的是增加反应物接触面积或加速溶解,将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤,从海藻灰中不溶物和含碘离子的水溶液分离,用过滤的方法,
故答案为:增加反应物接触面积或加速溶解;过滤;
(3)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,故可用汽油、四氯化碳或苯,酒精与水溶液互溶,溶液不分层,无法用于分液操作分离碘单质,
故答案为:C.
紫菜与海带类似,是一种富含生物碘的海洋植物.商品紫菜轻薄松脆、比海带更易被焙烧成灰实验室里从紫菜中提取碘的流程如图1:
(1)实验室焙烧紫菜,需要下列仪器中的______(填序号).
a.试管 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.铁三脚架 f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①______,③______.
(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是______
A.酒精 B.苯 C.乙酸 D.食盐水
选择该试剂的理由是______.
(4)为使紫菜灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器有______、______.
(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,观察图2中的实验装置图改正其中的错误之处:
①______;②______;③______.
(6)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热,最后晶态碘在______里聚集.
正确答案
解:实验室从紫菜中提取碘:紫菜焙烧成灰,浸泡溶解得到紫菜灰悬浊液,含有碘离子,加入酸和氧化剂,足量的稀硫酸和双氧水将碘离子氧化成碘单质,通过操作①过滤,得到不溶的残渣,滤液为碘单质溶液,利用有机溶剂A四氯化碳萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质.
(1)焙烧紫菜时用坩埚盛放紫菜,用带铁圈的铁架台放置泥三角,泥三角上放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以焙烧紫菜时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯、泥三角,
故选:cdef;
(2)分离固体和液体用过滤,③将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,
故答案为:过滤;萃取;
(3)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,故可用四氯化碳或苯,
故答案为:B;碘在苯中的溶解度比在水中大得多,苯与水互不相溶;
(4)海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,需要用到分液,分液需要用到分液漏斗、锥形瓶,
故答案为:分液漏斗;锥形瓶;
(5)冷凝水应是下进上出,烧杯加热应垫石棉网,温度计水银球应与烧瓶支管口相平,
故答案为:垫石棉网;温度计水银球应在支管口处;冷凝管中冷却水应下口进上口出;
(6)四氯化碳沸点:76.8℃,碘单质沸点为184℃,所以最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集,故答案为:蒸馏烧瓶.
解析
解:实验室从紫菜中提取碘:紫菜焙烧成灰,浸泡溶解得到紫菜灰悬浊液,含有碘离子,加入酸和氧化剂,足量的稀硫酸和双氧水将碘离子氧化成碘单质,通过操作①过滤,得到不溶的残渣,滤液为碘单质溶液,利用有机溶剂A四氯化碳萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质.
(1)焙烧紫菜时用坩埚盛放紫菜,用带铁圈的铁架台放置泥三角,泥三角上放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以焙烧紫菜时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯、泥三角,
故选:cdef;
(2)分离固体和液体用过滤,③将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,
故答案为:过滤;萃取;
(3)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,故可用四氯化碳或苯,
故答案为:B;碘在苯中的溶解度比在水中大得多,苯与水互不相溶;
(4)海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,需要用到分液,分液需要用到分液漏斗、锥形瓶,
故答案为:分液漏斗;锥形瓶;
(5)冷凝水应是下进上出,烧杯加热应垫石棉网,温度计水银球应与烧瓶支管口相平,
故答案为:垫石棉网;温度计水银球应在支管口处;冷凝管中冷却水应下口进上口出;
(6)四氯化碳沸点:76.8℃,碘单质沸点为184℃,所以最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集,故答案为:蒸馏烧瓶.
海洋中资源丰富,以海水为原料可制得一系列产品,如图所示:
下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;
加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序;故A错误;
B、结晶出的MgCl•6H2O在空气中加热分解得到氯化镁和水,氯化镁水解得不到无水MgCl2,应在氯化氢气流中脱水,防止镁离子水解,故B错误;
C、③是溴元素被氧化为溴单质,④是溴单质被还原为溴离子,⑤是溴元素被氧化为溴单质;此过程是富集溴的操作,故C错误;
D、电解饱和食盐水溶液中阴离子Cl-移向阳极,阳离子H+移向阴极得到电子发生还原反应生成氢气,电极附近氢氧根离子浓度增大,形成氢氧化钠,故D正确;
故选D.
(2015秋•泉州期末)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.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,故A正确;
B.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,再进行蒸发结晶进行提纯,故B正确;
C.海边有大量贝壳,其主要成分为碳酸钙,工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂,故C错误;
D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质,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C.
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)把溴吹出的气体X,工业上最适宜选用______.A.NH3 B.空气 C.氩气 D.C02
(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)用气体X把溴吹出,而不直接利用有机溶剂把溴萃取出来,你认为其中的理由是______
(6)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,其原因是______.
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C12,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行分离的操作是______.
正确答案
蒸馏法
电渗析法
B
富集溴元素
SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-
强酸对设备的严重腐蚀
吹出之前溴含量较低,用萃取剂进行萃取,效率低下
冷凝管
溴腐蚀橡胶
控制温度计b的温度,并收集59℃的馏分
深红棕色
分液
解析
解:通过海水蒸发得到淡水、NaCl、母液,向母液中通入氯气,发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,利用热空气吹出溴,用SO2吸收Br2,发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,向溶液中通入氯气发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,然后采用萃取的方法获取Br2.
(1)海水淡化的有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,故答案为:蒸馏法;电渗析法.
(2)把溴吹出的气体X,廉价且不和溴反应,工业上最适宜选用空气,故选B;
(3)海水中溴元素含量较少,步骤I中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为富集溴元素,故答案为:富集溴元素;
(4)在水溶液里溴和二氧化硫反应离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,由此反应可知,生成物为强酸,所以除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀,
故答案为:SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;强酸对设备的严重腐蚀;
(5)用气体X把溴吹出,而不直接利用有机溶剂把溴萃取出来,吹出之前溴含量较低,用萃取剂进行萃取,效率低下,故答案为:吹出之前溴含量较低,用萃取剂进行萃取,效率低下;
(6)①图中仪器B的名称是冷凝管,故答案为:冷凝管;
②溴能腐蚀橡胶,所以整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,故答案为:溴腐蚀橡胶;
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:控制温度计b的温度,并收集59℃的馏分,温度过高或过低都不利于溴的收集,故答案为:控制温度计b的温度,并收集59℃的馏分;
④C中液体产物为溴,颜色为深红棕色,为除去该产物中仍残留的少量C12,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行分离的操作是分液,故答案为:深红棕色;分液.
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.镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,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,再进行过滤,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,所以正确的顺序为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,或BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,选项中的试剂添加顺序中,钡离子最后无法除去,故A错误;
B.在过程③中的MgCl2•6H2O灼烧过程中镁离子易水解生成氢氧化镁,在氯化氢气体中脱水可以抑制镁离子水解,故B错误;
C.电解饱和MgCl2溶液得到的是氢氧化镁,工业上是电解熔融的氯化镁来制取金属镁,MgCl2 Mg+Cl2↑,故C错误;
D.利用海水制取溴:含Br-的海水通过蒸发浓缩,酸化,通入氧化剂通Cl2反应为:Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl,用SO2水溶液吸收Br2,Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4,再通Cl2,氧化溴离子生成单质溴,Cl2+2HBr=Br2+2HCl,
过程⑤反应生成的硫酸和氢溴酸都为强酸,对金属设备具有腐蚀性,需防腐,故D正确;
故选D.
海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义.
(1)氯碱工业主要以食盐为原料.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列操作,正确的操作顺序是______.
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.
a.②⑤④①③b.①④②⑤③c.④②⑤③①d.⑤②④①③
(2)在实验室中可以用萃取的方法提取溴,可选用的试剂是______,所用主要仪器的名称是______.
(3)步骤Ⅰ中用硫酸酸化可提高Cl2利用率的原因是______.
(4)步骤Ⅱ反应的离子方程式______.
(5)海水提溴蒸馏过程中,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______.
(6)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2,可选用______溶液进行洗涤除去.如直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,你______(选填“同意”,“不同意”)该说法,理由是______.
正确答案
解:(1)Ca2+用碳酸钠转化为沉淀、Mg2+用NaOH转化为沉淀、SO42-用氯化钡溶液转化为沉淀,然后再利用过滤方法除去所有沉淀,必须先除去Mg2+或SO42-,然后再除去Ca2+,因为碳酸钠中碳酸根离子易被盐酸除去,所以在 氢氧化钠或氯化钡之后再加碳酸钠溶液,过滤后再加盐酸除去过量的、NaOH和碳酸钠,所以除杂顺序是②⑤④①③或⑤②④①③,故选ad;
(2)溴在CCl4或苯中的溶解度大于在水溶液中的溶解度,这两种物质和溴都不反应,和水不互溶,所以选取萃取剂为CCl4或苯,萃取使用仪器为分液漏斗,
故答案为:CCl4或苯;分液漏斗;
(3)Cl2+H2O⇌HCl+HClO、Br2+H2O⇌HBr+HBrO,用酸酸化时,溶液中氢离子浓度增大抑制Cl2、Br2与水反应,所以用硫酸酸化可提高Cl2利用率,
故答案为:酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;
(4)溴具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水溶液里发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,离子反应方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;
(5)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;
(6)Ca(OH)2属于微溶物、Mg(OH)2属于难溶物,Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2,用MgCl2溶液进行洗涤,使Ca(OH)2转化为难溶物Mg(OH)2从而除去Ca(OH)2;
MgO熔点很高,电解熔融氧化镁需要消耗较高的能量,从而增加成本,工业上用电解熔融氯化镁冶炼Mg,
故答案为:MgCl2;不同意;MgO熔点很高,熔融时耗能高,增加生产成本.
解析
解:(1)Ca2+用碳酸钠转化为沉淀、Mg2+用NaOH转化为沉淀、SO42-用氯化钡溶液转化为沉淀,然后再利用过滤方法除去所有沉淀,必须先除去Mg2+或SO42-,然后再除去Ca2+,因为碳酸钠中碳酸根离子易被盐酸除去,所以在 氢氧化钠或氯化钡之后再加碳酸钠溶液,过滤后再加盐酸除去过量的、NaOH和碳酸钠,所以除杂顺序是②⑤④①③或⑤②④①③,故选ad;
(2)溴在CCl4或苯中的溶解度大于在水溶液中的溶解度,这两种物质和溴都不反应,和水不互溶,所以选取萃取剂为CCl4或苯,萃取使用仪器为分液漏斗,
故答案为:CCl4或苯;分液漏斗;
(3)Cl2+H2O⇌HCl+HClO、Br2+H2O⇌HBr+HBrO,用酸酸化时,溶液中氢离子浓度增大抑制Cl2、Br2与水反应,所以用硫酸酸化可提高Cl2利用率,
故答案为:酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;
(4)溴具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水溶液里发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,离子反应方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;
(5)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;
(6)Ca(OH)2属于微溶物、Mg(OH)2属于难溶物,Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2,用MgCl2溶液进行洗涤,使Ca(OH)2转化为难溶物Mg(OH)2从而除去Ca(OH)2;
MgO熔点很高,电解熔融氧化镁需要消耗较高的能量,从而增加成本,工业上用电解熔融氯化镁冶炼Mg,
故答案为:MgCl2;不同意;MgO熔点很高,熔融时耗能高,增加生产成本.
磺化煤(表达式为NaR)是一种钠离子型离子交换剂,它能与硬水中的Ca2+、Mg2+交换而将其除去,从而使水软化.现代海水的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换剂,其流程如图所示.
(1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH),则在图中的离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填表示式):A柱为______,B柱为______.
(2)说明上述顺序的理由______.
正确答案
解:要使海水淡化,必须借助离子交换树脂的作用除去海水中的Na+,Ca2+,Mg2+及Cl-等,由题目所给信息可知,HR为阳离子交换树脂,可交换Na+,Ca2+,Mg2+;ROH为阴离子交换树脂,可交换Cl-.其交换反应为:HR+Na+═NaR+H+,2HR+Ca2+(Mg2+)═CaR2(MgR2)+2H+,ROH+Cl-═RCl+OH-先通过HR树脂,可除去Na+、Ca2+、Mg2+,而此时海水呈酸性,再通过ROH树脂,可除去Cl-等阴离子,且恰好酸碱中和,从而达到海水淡化的目的;若相反通过,则会导致通过ROH交换下来的OH-与海水中的Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞,使海水淡化失败,
(1)通过以上分析知,A柱为HR、B柱为ROH,故答案为:HR;ROH;
(2)通过以上分析知,若先通过ROH,溶液中会生成较多的OH-,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败,所以先通入HR后通过ROH,故答案为:若先通过ROH,溶液中会生成较多的OH-,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败.
解析
解:要使海水淡化,必须借助离子交换树脂的作用除去海水中的Na+,Ca2+,Mg2+及Cl-等,由题目所给信息可知,HR为阳离子交换树脂,可交换Na+,Ca2+,Mg2+;ROH为阴离子交换树脂,可交换Cl-.其交换反应为:HR+Na+═NaR+H+,2HR+Ca2+(Mg2+)═CaR2(MgR2)+2H+,ROH+Cl-═RCl+OH-先通过HR树脂,可除去Na+、Ca2+、Mg2+,而此时海水呈酸性,再通过ROH树脂,可除去Cl-等阴离子,且恰好酸碱中和,从而达到海水淡化的目的;若相反通过,则会导致通过ROH交换下来的OH-与海水中的Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞,使海水淡化失败,
(1)通过以上分析知,A柱为HR、B柱为ROH,故答案为:HR;ROH;
(2)通过以上分析知,若先通过ROH,溶液中会生成较多的OH-,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败,所以先通入HR后通过ROH,故答案为:若先通过ROH,溶液中会生成较多的OH-,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败.
海水制取溴:
(1)主要流程:
(2)主要反应(化学反应方程式):______.
(3)最后分离实验操作是______、______.
正确答案
Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl;Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4;Cl2+2HBr=Br2+2HCl;
萃取
蒸馏
解析
解:(1)海水制取溴主要流程:利用海水制取溴:含Br-的海水通过蒸发浓缩,酸化,通入氧化剂通Cl2,氯气具有氧化性,能氧化溴离子生成单质溴;得到含溴单质的海水,通空气和水蒸气,吹出Br2蒸气,通过吸收塔用SO2水溶液吸收Br2,使溴蒸气转化为氢溴酸,产物为H2SO4、HBr溶液混合溶液,达到富集溴的目的.再通Cl2,氧化溴离子生成单质溴,利用有机溶剂CCl4萃取出碘单质;
(2)含Br-的海水通过蒸发浓缩,酸化,通入氧化剂通Cl2反应为:Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl,通过吸收塔用SO2水溶液吸收Br2,Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4,再通Cl2,氧化溴离子生成单质溴,Cl2+2HBr=Br2+2HCl,
故答案为:Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl;Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4;Cl2+2HBr=Br2+2HCl;
(3)由流程图可知,最后利用有机溶剂CCl4萃取出碘单质,得到水溶液、Br2/CCl4,再利用蒸馏从含碘的有机溶剂的溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂;所以最后分离实验操作是:萃取、蒸馏;
故答案为:萃取、蒸馏.
海水是人类宝贵的资源,试回答下列下列问题:
(1)淡化海水的方法主要有:______、电渗析法和______等;
(2)实验室海带中检验及提取碘的流程如下:
③
Ⅰ.写出过程③的离子方程式______;
Ⅱ.过程③也可用KIO3代替H2O2,写出该反应的离子方程式______;
Ⅲ.过程④的有机溶剂不能使用______;
A.苯 B.CCl4 C.C2H5OH D.汽油
Ⅳ.过程⑤在如图所示装置中进行,该过程的操作名称是______,装置中A、B两个仪器的名称是A______、B______,装置A中冷水从______进入.
正确答案
解:(1)海水为盐和水的混合物,二者沸点不同,通过蒸馏法可以把水从海水的混合物中分离出来,得到纯净的水;通直流电,采用电渗透法可使相应的离子通过半透膜以达到使海水淡化的效果;使用离子交换树脂与水中的离子进行交换,从而达到淡化海水的目的,
故答案为:蒸馏法;离子交换法;
(2)实验室从海带中提取碘:海带晾干灼烧成灰,加水浸泡①加热②溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入酸氧化剂H2O2③,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质④,再通过蒸馏提取出碘单质⑤.
Ⅰ.双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质,自身被还原生成水,反应方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,
故答案为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
Ⅱ.KIO3与盐酸酸化的KI溶液发生氧化还原反应生成碘单质,离子反应为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,
故答案为:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;
Ⅲ.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,萃取剂与溶质不反应,碘在四氯化碳或苯或汽油中的溶解度大于在水中的溶解度,四氯化碳或苯或汽油和水都不互溶,且四氯化碳或苯或汽油和碘都不反应,故可用四氯化碳或苯或汽油,酒精和水能互溶,不能做萃取剂,所以过程④的有机溶剂不能使用乙醇,
故答案为:C;
Ⅳ.过程⑤的目的是从含碘的有机溶剂的溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂,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,装置中A、B两个仪器的名称分别是冷凝管、锥形瓶,冷水从下部流入冷凝管,可以使管内充满冷水且停留较长时间,然后从上面流出,让热的蒸气得到充分凝,所以从b口进,
故答案为:蒸馏;冷凝管;锥形瓶;b.
解析
解:(1)海水为盐和水的混合物,二者沸点不同,通过蒸馏法可以把水从海水的混合物中分离出来,得到纯净的水;通直流电,采用电渗透法可使相应的离子通过半透膜以达到使海水淡化的效果;使用离子交换树脂与水中的离子进行交换,从而达到淡化海水的目的,
故答案为:蒸馏法;离子交换法;
(2)实验室从海带中提取碘:海带晾干灼烧成灰,加水浸泡①加热②溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入酸氧化剂H2O2③,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质④,再通过蒸馏提取出碘单质⑤.
Ⅰ.双氧水具有强氧化性,酸性条件下,双氧水氧化碘离子生成碘单质,自身被还原生成水,反应方程式为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,
故答案为:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
Ⅱ.KIO3与盐酸酸化的KI溶液发生氧化还原反应生成碘单质,离子反应为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,
故答案为:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;
Ⅲ.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,萃取剂与溶质不反应,碘在四氯化碳或苯或汽油中的溶解度大于在水中的溶解度,四氯化碳或苯或汽油和水都不互溶,且四氯化碳或苯或汽油和碘都不反应,故可用四氯化碳或苯或汽油,酒精和水能互溶,不能做萃取剂,所以过程④的有机溶剂不能使用乙醇,
故答案为:C;
Ⅳ.过程⑤的目的是从含碘的有机溶剂的溶液中分离出单质碘和回收有机溶剂,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,装置中A、B两个仪器的名称分别是冷凝管、锥形瓶,冷水从下部流入冷凝管,可以使管内充满冷水且停留较长时间,然后从上面流出,让热的蒸气得到充分凝,所以从b口进,
故答案为:蒸馏;冷凝管;锥形瓶;b.
海洋是地球生命的摇篮,她为地球生命提供了水循环,为地球储存能量,吸收、分解地球生命排出的各种物质,使地球适合生命的存在,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.海水蒸发→云→降水,只是水的状态发生改变,没有新物质生成,故A正确;
B.海水中含有多种无机盐,常量元素大部分以盐的形式存在,其中含量最高的是氯化钠,化学式为NaCl,故B正确;
C.海水中含有的化学元素有80多种,元素周期表中已经发现的元素有113种,故C错误;
D.由海水制备镁采用电解无水MgCl2,镁离子被还原成镁单质,电解氯化钠溶液2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,提取氯单质,提取溴反应方程式为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,提取碘:2I-+Cl2=I2+2Cl-,由海水制备镁、氯、溴、碘等单质均需要涉及氧化还原反应,故D正确;
故选C.
海带、海藻中丰富的碘元素主要以碘化钾的形式存在.化学小组欲用海带制取少量碘单质,先将海带烧成灰,再用水浸泡一段时间(让碘化物充分溶解),得到海带灰悬浊液,然后按以下流程(图1)提取单质碘(已知:2I-+Cl2=2Cl-+I2).
(1)过程 ①中使用的玻璃仪器______.
(2)过程②中充入适量Cl2的目的是______.
(3)提取碘的过程中实验操作③的名称:______,选择的有机试剂可以是______(填序号). A.酒精 B.四氯化碳 C.醋酸 D.苯
(4)过程 ④从含碘的有机溶液中提取碘并回收有机溶剂,还需要经过蒸馏、冷凝(如图2).则冷水的流向为______(填“A进B出”或“B进A出”).
正确答案
解:(1)①为过滤,用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒等,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)步骤②用氯气置换碘离子,其反应离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,使碘离子转化为碘单质,
故答案为:使碘离子转化为碘单质;
(3)从碘水中获取碘单质采用萃取的方法,海带灰悬浊液过滤得到含Ⅰ-的溶液中通入氯气氧化碘离子得到碘水溶液,加入四氯化碳、苯萃取碘单质,蒸馏得到碘单质,酒精和醋酸易溶于水不能做萃取剂,故选BD,
故答案为:萃取(或萃取分液);BD;
(4)过程 ④从含碘的有机溶液中提取碘并回收有机溶剂,还需要经过蒸馏、冷凝(如图).则冷水的流向为B流向A,
故答案为:B流向A.
解析
解:(1)①为过滤,用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒等,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;
(2)步骤②用氯气置换碘离子,其反应离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,使碘离子转化为碘单质,
故答案为:使碘离子转化为碘单质;
(3)从碘水中获取碘单质采用萃取的方法,海带灰悬浊液过滤得到含Ⅰ-的溶液中通入氯气氧化碘离子得到碘水溶液,加入四氯化碳、苯萃取碘单质,蒸馏得到碘单质,酒精和醋酸易溶于水不能做萃取剂,故选BD,
故答案为:萃取(或萃取分液);BD;
(4)过程 ④从含碘的有机溶液中提取碘并回收有机溶剂,还需要经过蒸馏、冷凝(如图).则冷水的流向为B流向A,
故答案为:B流向A.
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