- 化学与资源开发利用
- 共19748题
海水是宝贵的自然资源.利用海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的烟气的流程如下:
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,佑要用氧气进行载化处理.其反应原理的化学方程式是______;氧化后的海水需要加入氫氧化钠,与之混合后才能排放,该操作的主要目的是______.
(3)从海水中提纯粗盐后的母液中含有K+,Na+,Mg2+系列的加工可制得金属镁.
①从离子反应的角度思考,在母液中加入石灰乳所起的作用是______.
②要利用Mgcl,.6H20制得无水氯化镁.应采取的措施是______.
③电解熔融的无水氯化铁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水蒸气 D.02.
正确答案
解:(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;
(2)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+[或制取Mg(OH)2];
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.
解析
解:(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;
(2)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+[或制取Mg(OH)2];
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.
海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的一种方法:______.
(2)将NaCl溶液电解,在电解槽中可直接得到的产品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,了解到如下装置:
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中液体产生颜色为______.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______.
正确答案
解:(1)从海水中取淡水,有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法,除去海水中的盐分,有电渗拆法、离子交换法和压渗法,
故答案为:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等中的一种;
(2)电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,若产生的Cl2直接与溶液中NaOH反应,可以生产消毒液NaClO,
故答案为:Cl2;NaOH;NaClO;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质,用于富集溴元素,
故答案为:富集溴元素;
(4)二氧化硫吸收溴单质发生反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-,环境保护主要是减少SO2气体的损耗和排放,工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸,易腐蚀设备,
故答案为:SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-;强酸对设备的严重腐蚀;
(5)①由装置图可知,提纯溴利用的原理是蒸馏,仪器B为冷凝管,故答案为:冷凝管;
②控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质,同时避免污染环境,最后进行尾气吸收,由于溴单质是一种强氧化剂,易腐蚀橡胶制品,所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管,故答案为:Br2腐蚀橡胶;
③达到提纯溴的目的,操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C,并收集该温度下的馏分,故答案为:控制温度计b的温度,并收集59℃时的馏分;
④该产物中仍残留的少量Cl2,加入NaBr溶液发生反应:2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,可以除去氯气,生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到,故答案为:深红棕色;蒸馏.
解析
解:(1)从海水中取淡水,有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法,除去海水中的盐分,有电渗拆法、离子交换法和压渗法,
故答案为:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等中的一种;
(2)电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,若产生的Cl2直接与溶液中NaOH反应,可以生产消毒液NaClO,
故答案为:Cl2;NaOH;NaClO;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质,用于富集溴元素,
故答案为:富集溴元素;
(4)二氧化硫吸收溴单质发生反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-,环境保护主要是减少SO2气体的损耗和排放,工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸,易腐蚀设备,
故答案为:SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-;强酸对设备的严重腐蚀;
(5)①由装置图可知,提纯溴利用的原理是蒸馏,仪器B为冷凝管,故答案为:冷凝管;
②控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质,同时避免污染环境,最后进行尾气吸收,由于溴单质是一种强氧化剂,易腐蚀橡胶制品,所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管,故答案为:Br2腐蚀橡胶;
③达到提纯溴的目的,操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C,并收集该温度下的馏分,故答案为:控制温度计b的温度,并收集59℃时的馏分;
④该产物中仍残留的少量Cl2,加入NaBr溶液发生反应:2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,可以除去氯气,生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到,故答案为:深红棕色;蒸馏.
海洋资源的开发前景十分广泛如图是我们从海水中提取镁的流程图.
上述一系列转化过程中,未涉及的基本反应类型是______;其中电解氯化镁制备金属镁的化学方程式为______.
正确答案
置换反应
MgCl2 Mg+Cl2↑
解析
解:四种反应类型特点:化合反应多变一,分解反应一变多,置换反应单换单,复分解反应:化合价不变,成分两交换;
生石灰与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaO+H2O═Ca(OH)2,为化合反应;
氢氧化镁与盐酸反应Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O为复分解反应;
氯化镁通电分解MgCl2 Mg+Cl2↑;生成镁和氯气是分解反应;
上述一系列转化过程中,未涉及的基本反应类型是置换反应,
故答案为:置换反应;MgCl2 Mg+Cl2↑;
海洋植物,如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素主要以碘离子的形式存在.实验室里从海带中提取碘的流程如图:
(1)上述过程中涉及到的实验操作a的名称是______.
(2)加入酸化的 H2O2溶液后,有关反应的离子方程式是______.
(3)操作b所使用的玻璃仪器有烧杯、______.
(4)操作b 可选用的有机试剂是______,理由______.
正确答案
解:(1)根据题中信息知实验操作a将悬浊液分离为溶液,分离固体和液体用过滤,所以操作是过滤,故答案为:过滤;
(2)加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂,将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2H++2I-+H2O2═I2+2H2O,
故答案为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O;
(3)操作b是萃取,萃取分液必须用到的仪器名称叫分液漏斗,分液时,下层液体从下口倒出,上层液体从上口倒出,
故答案为:分液漏斗;
(4)操作b是萃取,萃取剂必须具备,碘在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度,萃取剂和水不互溶,且萃取剂和碘不反应,碘在四氯化碳或苯中的溶解度比在水中要大;四氯化碳或苯与水不相溶;四氯化碳或苯与碘不反应,
故答案为:四氯化碳或苯;碘在四氯化碳或苯中的溶解度比在水中要大;四氯化碳或苯与水不相溶;四氯化碳或苯与碘不反应.
解析
解:(1)根据题中信息知实验操作a将悬浊液分离为溶液,分离固体和液体用过滤,所以操作是过滤,故答案为:过滤;
(2)加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂,将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2H++2I-+H2O2═I2+2H2O,
故答案为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O;
(3)操作b是萃取,萃取分液必须用到的仪器名称叫分液漏斗,分液时,下层液体从下口倒出,上层液体从上口倒出,
故答案为:分液漏斗;
(4)操作b是萃取,萃取剂必须具备,碘在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度,萃取剂和水不互溶,且萃取剂和碘不反应,碘在四氯化碳或苯中的溶解度比在水中要大;四氯化碳或苯与水不相溶;四氯化碳或苯与碘不反应,
故答案为:四氯化碳或苯;碘在四氯化碳或苯中的溶解度比在水中要大;四氯化碳或苯与水不相溶;四氯化碳或苯与碘不反应.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、溴有“海洋元素”之称,镁被称为“国防金属”,故A错误;
B、活泼金属元素的氧化物如氧化铝不是碱性氧化物,是两性氧化物,非金属元素的氧化物如CO、N0不是酸性氧化物,故B错误;
C、PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米即2500nm的颗粒物,不属于交替的范畴,甘油与乙醇的混合液属于溶液,也不属于胶体的范畴,都不具有丁达尔效应,故C错误;
D、根据绿色化学的内涵:利用化学原理从源头消除污染,在化学过程中充分利用原料,实现零排放,故D正确.
故选D.
实验室里从海藻中提取碘的流程图如图1所示:
(1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称:①______,②______.
(2)灼烧海藻时,除需要三脚架外,还需要用到的仪器是______(从下列仪器中选择所需的仪器,将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
(3)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是______(填字母序号).
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
理由是______(乙酸、甘油均可溶于水)
(4)进行上述蒸馏操作时,最后晶体碘在______里聚集.
(5)含碘的有机物溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏,观察如图2实验装置,指出其错误之处,并指出正确操作______.
正确答案
解:(1)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法、根据同一溶质在不同溶剂中的溶解度采用萃取的方法分离,所以①的操作名称是过滤、②的操作名称是萃取和分液,
故答案为:过滤;萃取和分液;
(2)灼烧海藻时,除需要三脚架外,还需要用到的仪器盛放海藻的坩埚、支撑坩埚的泥三角、用于加热的酒精灯,故选BDE;
(3)萃取剂的选取标准:萃取剂和原溶剂不互溶,溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,萃取剂和溶质不反应,
A.酒精和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
B.四氯化碳、苯与水不互溶,且碘在这两种溶剂中的溶解度比在水中的大,和碘也不反应,故正确;
C.乙酸能和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
D.甘油能和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
故选B;
故答案为:B;四氯化碳、苯与水不互溶,且碘在这两种溶剂中的溶解度比在水中的大,和碘也不反应;
(4)四氯化碳沸点:76.8℃,碘单质沸点为184℃,故最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集,故答案为:蒸馏烧瓶;
(5)为了时蒸馏烧瓶受热均匀,则加热蒸馏烧瓶需要垫石棉网;温度计测量馏分的温度而不是溶液的温度;为防止蒸气急剧冷却而炸裂冷凝管,则冷凝管中的进水口是下口,故答案为:应该垫石棉网;温度计的水银球不应插在溶液中,应该处于蒸馏烧瓶的支管口处;冷凝管的下口为进水口.
解析
解:(1)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法、根据同一溶质在不同溶剂中的溶解度采用萃取的方法分离,所以①的操作名称是过滤、②的操作名称是萃取和分液,
故答案为:过滤;萃取和分液;
(2)灼烧海藻时,除需要三脚架外,还需要用到的仪器盛放海藻的坩埚、支撑坩埚的泥三角、用于加热的酒精灯,故选BDE;
(3)萃取剂的选取标准:萃取剂和原溶剂不互溶,溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,萃取剂和溶质不反应,
A.酒精和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
B.四氯化碳、苯与水不互溶,且碘在这两种溶剂中的溶解度比在水中的大,和碘也不反应,故正确;
C.乙酸能和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
D.甘油能和水互溶,所以不能作萃取剂,故错误;
故选B;
故答案为:B;四氯化碳、苯与水不互溶,且碘在这两种溶剂中的溶解度比在水中的大,和碘也不反应;
(4)四氯化碳沸点:76.8℃,碘单质沸点为184℃,故最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集,故答案为:蒸馏烧瓶;
(5)为了时蒸馏烧瓶受热均匀,则加热蒸馏烧瓶需要垫石棉网;温度计测量馏分的温度而不是溶液的温度;为防止蒸气急剧冷却而炸裂冷凝管,则冷凝管中的进水口是下口,故答案为:应该垫石棉网;温度计的水银球不应插在溶液中,应该处于蒸馏烧瓶的支管口处;冷凝管的下口为进水口.
海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物,具有巨大的开发潜力,人类除了从海水中获得食盐和水外,还获得大量的钾、镁、溴、碘等,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.海水中的溴、碘都是以离子形式存在,要获取溴或碘单质,先要富集溴、碘,然后再将二者氧化为单质,最后再用萃取方法获取溴、碘,故A错误;
B.海水中碘以碘离子存在,要获取碘需要先将碘离子氧化为碘单质,故B错误;
C.海水中富含大量的氯化钠,氯化钠是氯碱工业的主要原料,用氯化钠溶液可以制取氯化铵,故C正确;
D.活泼金属电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼,钠和镁属于活泼金属,工业上采用电解熔融氯化钠或氯化镁的方法冶炼,故D错误;
故选C.
从海水中可提取各种化工原料.如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图.
试回答下列问题:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时使上述离子逐一沉淀,过滤除去,所用试剂为:A.盐酸 B.BaCl溶液 C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液.加入试剂的顺序是______(填序号).
(2)由MgCl2•6H2O晶体脱水制无水MgCl2时,MgCl2•6H2O晶体在______气氛中加热脱水,该气体的作用是______.
(3)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列______(填序号)气体中冷却.
A.H2 B.N2 C.CO2 D.O2.
正确答案
CBDA(或BDCA)
HCl
抑制水解平衡MgCl2+H2O⇌Mg(OH)Cl+HCl正向进行
A
解析
解:(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BDCA,
故答案为:CBDA(或BDCA);
(2)直接加热MgCl2•3H2O晶体得不到无水MgCl2的原因是,加热生成的水中氯化镁水解生成氢氧化镁,得不到氯化镁,MgCl2•6H2O晶体在HCL气流中加热脱水,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;该气体的作用是抑制水解平衡MgCl2+H2O⇌Mg(OH)Cl+HCl正向进行;
故答案为:HCl;抑制水解平衡MgCl2+H2O⇌Mg(OH)Cl+HCl正向进行;
(3)能和金属镁发生反应的气体:氮气、氧气、二氧化碳,所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂,故答案为:A.
海水中蕴藏着丰富的资源.海水综合利用的流程图如图1.
(1)为检验精盐纯度,需配制250mL 0.2mol/L NaCl(精盐)溶液,图2是该同学转移溶液的示意图,图中有两点错误请指出:______
(2)用NaCl做原料可以得到多种产品.
实验室用惰性电极电解100mL 0.1mol/LNaCl溶液,若阴阳两极均得到112mL气体(标准状况,假设气体物质全部从溶液中逸出),则所得溶液的pH为______(忽略反应前后溶液的体积变化).
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图3所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.
①图中X、Y分别是______、______(填化学式),②写出燃料电池B中正极发生的电极反应______;
(4)图4欲实现Cu+H2SO4═CuSO4+H2,在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填“Cu”或“C”).
正确答案
未用玻璃棒引流;未采用250mL容量瓶
13
Cl2
H2
O2+4e-+2H2O=4OH-
解析
解:(1)配制一定物质的量浓度的溶液实验,在移液时,要用玻璃棒引流,右图该同学在转移溶液时没有用玻璃棒引流,配制250mL的溶液要采用250mL的容量瓶,故答案为:未用玻璃棒引流;未采用250 mL容量瓶;
(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=
═0.1mol/L,所以氢离子的浓度为
=1×10-13mol/L,PH=13,故答案为:13;
(3)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,阴极是氢离子得电子生成氢气的过程,故答案为:Cl2,H2;
②氢氧燃料电池的电解质是碱时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(4)Cu和H2SO4之间的反应是非自发的,需要电解池实现,金属铜作阳极,阴极是导体即可,电解质为硫酸,即:,故答案为:
.
(2015春•重庆校级期末)海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取化工原料及综合利用的生产流程简图:
回答下列问题:
(1)从溶液C得到晶体D的过程,需要进行的实验操作依次为______(填写操作序号).
A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤 D.蒸发 E.冷却结晶
(2)由晶体D获取气体E及金属镁还需要经过两步工艺,第一步制取无水盐,第二步采用熔融电解,写出第二步的反应方程式______.有同学觉得为了减少步骤节约药品,提出如下的获取金属镁的方案你觉得是否可行______(填“是”或“否”).
(3)由溶液A和气体E反应得到的非金属F是______.
正确答案
解:(1)母液中含有氯化镁,加入氢氧化钙生成氢氧化镁,B为氢氧化镁,Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2晶体,需要进行的实验操作为:蒸发浓缩,冷却结晶、过滤得到,
故答案为:DEC;
(2)氯化镁电解生成镁和氯气,反应为:MgCl2 Mg+Cl2↑,因为MgO熔点很高,能耗太大,不经济,所以利用氯化镁冶炼金属镁而不利用氧化镁,所以该同学获取金属镁的方案不可,
故答案为:MgCl2 Mg+Cl2↑;否;
(3)溴元素在海水中以Br-形式存在,电解熔融的氯化镁可得到氯气、镁,E为氯气,氯气和溶液A反应可生成溴,溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是吹出Br2,
故答案为:Br2(或液溴 或溴单质).
解析
解:(1)母液中含有氯化镁,加入氢氧化钙生成氢氧化镁,B为氢氧化镁,Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2晶体,需要进行的实验操作为:蒸发浓缩,冷却结晶、过滤得到,
故答案为:DEC;
(2)氯化镁电解生成镁和氯气,反应为:MgCl2 Mg+Cl2↑,因为MgO熔点很高,能耗太大,不经济,所以利用氯化镁冶炼金属镁而不利用氧化镁,所以该同学获取金属镁的方案不可,
故答案为:MgCl2 Mg+Cl2↑;否;
(3)溴元素在海水中以Br-形式存在,电解熔融的氯化镁可得到氯气、镁,E为氯气,氯气和溶液A反应可生成溴,溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是吹出Br2,
故答案为:Br2(或液溴 或溴单质).
工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如图1:
已知:Br2常温下呈液态,易挥发,有毒;3Br2+3CO32-═5Br-+BrO3-+3CO2.
(1)上述流程中,步骤①~③的目的是______.
(2)反应釜2中发生反应的离子方程式为______.
(3)实验室使用右图所示装置模拟上述过程.A装置中先通入Cl2一段时间后,再通入热空气.通入热空气的目的是______;B装置中导管D的作用是______;C装置中溶液X为______.
(4)对反应后烧瓶B中的溶液进行如下实验,请补充完整相关实验步骤.限选用的试剂为:稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水.
①检验烧瓶B的溶液中是否含有CO32-.取烧瓶B中的溶液适量,加入试管中,再加入过量的稀硫酸酸化;______.
②提取反应后烧瓶B溶液中的溴单质.向烧瓶B中加入过量的稀硫酸酸化;______.
正确答案
解:(1)海水中溴离子浓度较小,通过步骤①中氯气和与溴化钠反应生成溴:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;步骤②将溴单质吹出,步骤③中用碳酸钠溶液吸收溴单质:3Br2+3CO32-═5Br-+BrO3-+3CO2,从而提高了溴离子的浓度,使海水中的溴元素富集,
故答案为:使海水中的溴元素富集;
(2)反应釜2中Br-、BrO3-反应生成溴单质,反应的离子方程式为:5Br-+BrO3-+6H+═3Br2+3H2O,故答案为:5Br-+BrO3-+6H+═3Br2+3H2O;
(3)通入热空气能将溴从蒸馏烧瓶A中吹出,使A中Br2进入B瓶中;B装置中导管D与大气相通,起到了平衡压强、防止倒吸的作用;尾气中含有有毒的氯气或溴,需要用碱液吸收,则X可以为NaOH溶液或Na2CO3溶液,
故答案为:使A中Br2进入B瓶中;平衡压强;NaOH溶液或Na2CO3溶液;
(4)①检验烧瓶B的溶液中是否含有CO32-的方法为:取烧瓶B中的溶液适量,加入试管中,再加入过量的稀硫酸酸化将酸化后产生的气体通过盛有四氯化碳的洗气瓶后,再通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则证明烧瓶B的溶液中含有CO32-,否则不含碳酸根离子,
故答案为:将酸化后产生的气体通过盛有四氯化碳的洗气瓶后,再通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则证明烧瓶B的溶液中含有CO32-;
②提取反应后烧瓶B溶液中的溴单质:向烧瓶B中加入过量的稀硫酸酸化,然后用四氯化碳进行萃取并分液后蒸馏,从而得到溴单质,
故答案为:然后用四氯化碳进行萃取并分液后蒸馏,从而得到溴单质.
解析
解:(1)海水中溴离子浓度较小,通过步骤①中氯气和与溴化钠反应生成溴:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;步骤②将溴单质吹出,步骤③中用碳酸钠溶液吸收溴单质:3Br2+3CO32-═5Br-+BrO3-+3CO2,从而提高了溴离子的浓度,使海水中的溴元素富集,
故答案为:使海水中的溴元素富集;
(2)反应釜2中Br-、BrO3-反应生成溴单质,反应的离子方程式为:5Br-+BrO3-+6H+═3Br2+3H2O,故答案为:5Br-+BrO3-+6H+═3Br2+3H2O;
(3)通入热空气能将溴从蒸馏烧瓶A中吹出,使A中Br2进入B瓶中;B装置中导管D与大气相通,起到了平衡压强、防止倒吸的作用;尾气中含有有毒的氯气或溴,需要用碱液吸收,则X可以为NaOH溶液或Na2CO3溶液,
故答案为:使A中Br2进入B瓶中;平衡压强;NaOH溶液或Na2CO3溶液;
(4)①检验烧瓶B的溶液中是否含有CO32-的方法为:取烧瓶B中的溶液适量,加入试管中,再加入过量的稀硫酸酸化将酸化后产生的气体通过盛有四氯化碳的洗气瓶后,再通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则证明烧瓶B的溶液中含有CO32-,否则不含碳酸根离子,
故答案为:将酸化后产生的气体通过盛有四氯化碳的洗气瓶后,再通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则证明烧瓶B的溶液中含有CO32-;
②提取反应后烧瓶B溶液中的溴单质:向烧瓶B中加入过量的稀硫酸酸化,然后用四氯化碳进行萃取并分液后蒸馏,从而得到溴单质,
故答案为:然后用四氯化碳进行萃取并分液后蒸馏,从而得到溴单质.
海水是巨大的资源宝库.如图是人类从海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图.
回答下列问题:
(1)操作A是______(填实验基本操作名称).
(2)操作B需加入下列试剂中的一种,最合适的是______(选填编号).
a.氢氧化钠溶液 b.澄清石灰水 c.石灰乳 d.碳酸钠溶液
(3)上图中虚线框内流程的主要作用是______;
(4)上图中虚线框内流程也可用替代,请将Br2与Na2CO3反应的化学方程式补充完整
______Br2+______Na2CO3=______NaBrO3+______+______CO2
(5)写出将MgCl 2 转化为Mg时获得的副产品的一种用途______.
正确答案
解:(1)食盐的溶解度受温度变化影响较小,可以通过蒸发结晶的方法得到氯化钠,
故答案为:蒸发结晶;
(2)工业制镁:把海边的贝壳制成生石灰:CaCO3CaO+CO2↑,在海水中加入生石灰:CaO+H2O═Ca(OH)2,在引入的海水中加入石灰乳,发生反应:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2,这样原料的成本低,且能将镁离子全部沉淀下来,所以最合适的是石灰乳,
故答案为:c;
(3)氯气氧化溴离子得到单质溴,离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;因溴易挥发,溶液中通入热空气可以使溴挥发出来,起初有溴最终也有溴,所以这一步为溴的富集,
故答案为:富集Br2;
(4)Br2与Na2CO3反应生成NaBrO3、NaBr和CO2,Br元素部分由0价升高到+5价,另一部分从0价降低到-1价,则生成的NaBrO3与NaBr的物质的量之比为1:5,所以配平方程式为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑,
故答案为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2;
(5)电解熔融的氯化镁可以冶炼金属镁,同时得到氯气;可作化工原料,工业上以氯气和熟石灰(实际上用石灰乳)为原料制取漂白粉,方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,也可制盐酸等,
故答案为:化工原料(制漂白粉,杀菌消毒,制盐酸等).
解析
解:(1)食盐的溶解度受温度变化影响较小,可以通过蒸发结晶的方法得到氯化钠,
故答案为:蒸发结晶;
(2)工业制镁:把海边的贝壳制成生石灰:CaCO3CaO+CO2↑,在海水中加入生石灰:CaO+H2O═Ca(OH)2,在引入的海水中加入石灰乳,发生反应:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2,这样原料的成本低,且能将镁离子全部沉淀下来,所以最合适的是石灰乳,
故答案为:c;
(3)氯气氧化溴离子得到单质溴,离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;因溴易挥发,溶液中通入热空气可以使溴挥发出来,起初有溴最终也有溴,所以这一步为溴的富集,
故答案为:富集Br2;
(4)Br2与Na2CO3反应生成NaBrO3、NaBr和CO2,Br元素部分由0价升高到+5价,另一部分从0价降低到-1价,则生成的NaBrO3与NaBr的物质的量之比为1:5,所以配平方程式为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑,
故答案为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2;
(5)电解熔融的氯化镁可以冶炼金属镁,同时得到氯气;可作化工原料,工业上以氯气和熟石灰(实际上用石灰乳)为原料制取漂白粉,方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,也可制盐酸等,
故答案为:化工原料(制漂白粉,杀菌消毒,制盐酸等).
碘是人体必需的元素之一,海洋植物含有丰富的碘元素.在实验中,从海藻里提取碘的流程如下:
(1)步骤③的名称为______,步骤⑤所需玻璃仪器除烧杯外还需______
(2)步骤④中若不用氯气,可以选择滴加稀硫酸,再加入H2O2的方法,则反应的离子方程式为______.
(3)步骤⑤,可选择的有机试剂是______.
A.酒精 B.醋酸 C.CCl4 D.苯
(4)欲检验提取碘后的水溶液中是否含有单质碘的简单化学方法为______.
(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏.指出如图实验装置中存在的错误之处(1处):______
正确答案
解:将海藻在坩埚中灼烧得到海藻灰,将海藻灰浸泡得到海藻灰悬浊液,然后采用过滤的方法分离,得到溶液和残渣,向溶液中通入过量氯气发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,用有机溶剂萃取碘水中的碘,然后利用蒸馏的方法得到晶态碘,
(1)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法,萃取时使用的玻璃仪器还有分液漏斗,故答案为:过滤;分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,双氧水具有氧化性,二者在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘和水,离子反应方程式为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O,故答案为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O;
(3)萃取剂的选取标准是:萃取剂和溶质不反应、萃取剂和原溶剂不互溶、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,
A.酒精和水互溶,所以酒精不能作萃取剂,故错误;
B.醋酸和水互溶,所以酒精不能作萃取剂,故错误;
C.CCl4符合萃取剂的条件,所以能作萃取剂,故正确;
D.苯符合萃取剂的条件,所以能作萃取剂,故正确;
故选CD;
(4)碘遇淀粉试液变蓝色,如果提取碘后的水溶液中含有碘,则该溶液能使淀粉试液变蓝色,其检验方法为: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;
(5)馏分的温度较高,如果将馏分急剧冷却,会导致冷凝管炸裂,为防止冷凝管炸裂,冷凝管中的水应该是下口为进水口、上口为出水口,根据图片知,冷凝管进出水的方向颠倒,故答案为:冷凝管进出水的方向颠倒.
解析
解:将海藻在坩埚中灼烧得到海藻灰,将海藻灰浸泡得到海藻灰悬浊液,然后采用过滤的方法分离,得到溶液和残渣,向溶液中通入过量氯气发生反应Cl2+2I-=I2+2Cl-,用有机溶剂萃取碘水中的碘,然后利用蒸馏的方法得到晶态碘,
(1)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法,萃取时使用的玻璃仪器还有分液漏斗,故答案为:过滤;分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,双氧水具有氧化性,二者在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘和水,离子反应方程式为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O,故答案为:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O;
(3)萃取剂的选取标准是:萃取剂和溶质不反应、萃取剂和原溶剂不互溶、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,
A.酒精和水互溶,所以酒精不能作萃取剂,故错误;
B.醋酸和水互溶,所以酒精不能作萃取剂,故错误;
C.CCl4符合萃取剂的条件,所以能作萃取剂,故正确;
D.苯符合萃取剂的条件,所以能作萃取剂,故正确;
故选CD;
(4)碘遇淀粉试液变蓝色,如果提取碘后的水溶液中含有碘,则该溶液能使淀粉试液变蓝色,其检验方法为: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;
(5)馏分的温度较高,如果将馏分急剧冷却,会导致冷凝管炸裂,为防止冷凝管炸裂,冷凝管中的水应该是下口为进水口、上口为出水口,根据图片知,冷凝管进出水的方向颠倒,故答案为:冷凝管进出水的方向颠倒.
目前,世界上生产的镁有60%来自海水.从海水中提取镁,最基本的方法就是向海水中加碱使镁沉淀出来,然后经过一系列处理,最终得到单质镁.在从海水中提取镁的过程,没有发生的反应是( )
正确答案
解析
解:海水中含有镁离子,首先将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,反应方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,然后将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,用氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼,镁是活泼金属,所以最后利用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,所以没有涉及的方程式是氧化镁的电解,故选C.
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图:
请根据以上信息回答下列问题:
I.(1)写出B的名称:B______.
(2)写出反应②的化学方程式,并标出其电子转移的方向和数目:______
(3)写出反应③的离子方程式:______,
Ⅱ.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:①盐酸 ②氯化钡溶液③氢氧化钠溶液 ④碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序可以为______.
A.②③④①B.③④②①C.④③②①D.③②④①
Ⅲ.提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg和Br2.
(1)若用来提取Mg,根据上述提取Mg的流程,没有涉及到的反应类型是______.
A.分解反应B.化合反应C.置换反应D.复分解反应
(2)若用来提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂的寻找货源的设想,其中合理的是______.
A.从外地购买
B.在当地新建生产厂
C.从本厂生产烧碱处循环D.从本厂生产镁单质处循环
流程⑦将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质具有______性.
(3)母液用来提取Mg和Br2先后顺序,甲乙两位工程师有不同观点:甲:母液先提取Mg,后提取Br2;乙:母液先提取Br2,后提取Mg.请你判断哪个更合适及其理由是______.
正确答案
解:Ⅰ.(1)根据流程图知:反应2为精盐溶液的电解,反应物是氯化钠和水,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,C+F→N,N能溶解沉淀,C既能和F反应又能和E反应,所以,E为NaOH,F为H2,C为Cl2,N为HCl,贝壳(主要成分为CaCO3)经过高温煅烧可以生成疏松的氧化钙,氧化钙可与水反应生成氢氧化钙,所以B为石灰乳,
故答案为:石灰乳;
(2)电解食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,;得电子化合价降低的物质是水,所以水是氧化剂,失电子化合价升高的物质是氯化钠,所以氯化钠是还原剂.
故答案为:;
(3)反应③的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
Ⅱ.SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,故选AD;
Ⅲ.(1)液和B反应为海水中的镁离子和氢氧化钙反应,为复分解反应,得到氢氧化镁的沉淀,制取盐酸为化合反应,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁,为复分解反应,氯化镁电解为分解反应,该过程中未涉及的反应为置换反应,故答案为:C;
(2)提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂为氯气,本厂生产烧碱为电解氯化钠溶液,产物中有氯气,本厂生产镁单质,是电解无水氯化镁,电解氯化镁的产物为镁和氯气,溴单质具有挥发性,将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性,故答案为:CD;挥发;
(3)母液用来提取Mg和Br2,若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,Ca(OH)2能和氯气反应生成氯化钙和次氯酸钙和水,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2,所以乙观点合理,故答案为:乙;若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2.
解析
解:Ⅰ.(1)根据流程图知:反应2为精盐溶液的电解,反应物是氯化钠和水,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,C+F→N,N能溶解沉淀,C既能和F反应又能和E反应,所以,E为NaOH,F为H2,C为Cl2,N为HCl,贝壳(主要成分为CaCO3)经过高温煅烧可以生成疏松的氧化钙,氧化钙可与水反应生成氢氧化钙,所以B为石灰乳,
故答案为:石灰乳;
(2)电解食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,;得电子化合价降低的物质是水,所以水是氧化剂,失电子化合价升高的物质是氯化钠,所以氯化钠是还原剂.
故答案为:;
(3)反应③的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
Ⅱ.SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,故选AD;
Ⅲ.(1)液和B反应为海水中的镁离子和氢氧化钙反应,为复分解反应,得到氢氧化镁的沉淀,制取盐酸为化合反应,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁,为复分解反应,氯化镁电解为分解反应,该过程中未涉及的反应为置换反应,故答案为:C;
(2)提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂为氯气,本厂生产烧碱为电解氯化钠溶液,产物中有氯气,本厂生产镁单质,是电解无水氯化镁,电解氯化镁的产物为镁和氯气,溴单质具有挥发性,将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性,故答案为:CD;挥发;
(3)母液用来提取Mg和Br2,若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,Ca(OH)2能和氯气反应生成氯化钙和次氯酸钙和水,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2,所以乙观点合理,故答案为:乙;若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2.
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