- 化学与资源开发利用
- 共19748题
碘是人体必须的元素之一,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的以碘离子形式存在的碘元素.在实验室中,从海藻里提取碘的流程和实验装置如下:
(1)指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称:步骤③______,步骤⑤______.
(2)写出步骤④对应反应的离子方程式______.
(3)步骤④中若不用氯气,可以选择滴加稀硫酸,再加入H2O2,则反应的离子方程式______.
(4)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是______.
A、酒精 B、醋酸 C、四氯化碳 D、苯
(5)为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液,即完成步骤③至⑤,实验室里有烧杯、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和物品,尚缺少的两种玻璃仪器是______.
(6)从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏.指出下图实验装置中存在的错误之处(1处)______.
(7)请设计出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)将浑浊液分成溶液和残渣的方法为过滤操作,将碘从水溶液中转移到有机相中的过程为萃取;
故答案为:过滤;萃取
(2)加入过量氯气是为了将溶液中的碘离子转化为单质碘,离子方程式为Cl2+2I-═I2+2Cl-,故答案为:Cl2+2I-═I2+2Cl-;
(3)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;
(4)酒精和醋酸虽然也属于有机溶剂,但它们与水可以互溶,故只能选择CD四氯化碳和苯,故答案为:CD;
(5)分液漏斗用来萃取,普通漏斗用来过滤,恰好少了这两种玻璃仪器,故答案为:分液漏斗;普通漏斗;
(6)温度计水银球的位置不对,应将水银球放置在玻璃支管口处,故答案为:温度计水银球的位置不对;
(7)检验提取碘后的水是否有残余的单质碘,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: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)将浑浊液分成溶液和残渣的方法为过滤操作,将碘从水溶液中转移到有机相中的过程为萃取;
故答案为:过滤;萃取
(2)加入过量氯气是为了将溶液中的碘离子转化为单质碘,离子方程式为Cl2+2I-═I2+2Cl-,故答案为:Cl2+2I-═I2+2Cl-;
(3)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;
(4)酒精和醋酸虽然也属于有机溶剂,但它们与水可以互溶,故只能选择CD四氯化碳和苯,故答案为:CD;
(5)分液漏斗用来萃取,普通漏斗用来过滤,恰好少了这两种玻璃仪器,故答案为:分液漏斗;普通漏斗;
(6)温度计水银球的位置不对,应将水银球放置在玻璃支管口处,故答案为:温度计水银球的位置不对;
(7)检验提取碘后的水是否有残余的单质碘,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: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.
海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下如图1:
(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽的阴极区获得的产品有______(填化学式).
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是______.
(3)某化学小组的同学为了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,设计了如下实验装置:如图2
①图中仪器B的名称是______,冷却水的出口为______ (填“甲”或“乙”).
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______.
③C中液体的颜色为______.
④D装置的作用是______.
正确答案
解:(1)电解饱和氯化钠溶液,在阳极上产生氯气,阴极上产生氢气,同时生成了氢氧化钠,即H2、NaOH,
故答案为:H2、NaOH;
(2)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:提高溴的富集程度;
(3)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,冷凝水应从下端进,即从乙进,冷却水的出口为甲,
故答案为:冷凝管;甲;
②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控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质,
故答案为:深棕红色或红棕色;
④进入D装置的物质为溴蒸汽,溴蒸汽有毒,避免污染环境,最后进行尾气吸收,
故答案为:吸收尾气.
解析
解:(1)电解饱和氯化钠溶液,在阳极上产生氯气,阴极上产生氢气,同时生成了氢氧化钠,即H2、NaOH,
故答案为:H2、NaOH;
(2)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:提高溴的富集程度;
(3)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,冷凝水应从下端进,即从乙进,冷却水的出口为甲,
故答案为:冷凝管;甲;
②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控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质,
故答案为:深棕红色或红棕色;
④进入D装置的物质为溴蒸汽,溴蒸汽有毒,避免污染环境,最后进行尾气吸收,
故答案为:吸收尾气.
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(图1)提取单质碘:
(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、烧杯 B、蒸发皿 C、表面皿 D、铁架台(带铁圈) E、酒精灯 F、干燥器
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①______,③______;
(3)过程②中充入适量Cl2的目的是______,反应的离子方程式为______;
(4)操作③中所用的有机试剂可以是______(只填一种),简述选择其理由______;
(5)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(你所选的)加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;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,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,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”)
(6)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:______;
(7)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2所示实验装置,指出其错误之处并加以改正______;
(8)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______,最后晶态碘在______里聚集.
正确答案
解:(1)灼烧海带时用坩埚盛放海带,用带铁圈的铁架台放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以灼烧海带时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯,故选BDE,
故答案为:BDE;
(2)将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤,从碘水中获取碘单质采用萃取的方法,
故答案为:过滤;萃取;
(3)氯气和碘离子反应生成碘单质,为了时碘离子全部转化为碘单质,氯气应该足量,反应的离子方程式为:2I-+Cl2=2Cl-+I2,
故答案为:使I-转化为I2;
(4)萃取剂的选取标准是:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,溶质和萃取剂不反应,萃取剂和原来溶剂不能互溶,四氯化碳符合萃取剂的选取标准,所以可以用四氯化碳作萃取剂,
故答案为:CCl4;不溶于水且溶解碘的能力远大于水;
(5)a.从分液漏斗中流出液体是通过大气压强控制的,为了使液体顺利流出,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,
故答案为:平衡压力便于液体流出;
b.四氯化碳的密度大于水,所以四氯化碳在水的下层,则有机溶剂从分液漏斗的下口流出,
故答案为:漏斗下口;
(6)碘遇淀粉溶液变蓝色,要想检验碘单质,其操作方法是:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余,
故答案为:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余;
(7)图示中错误有:①给烧杯加热时没有用石棉网,②温度计测量的是馏分的温度,温度计的水银球应该插到支管口略靠下位置;冷凝管的冷却水方向应该是下进上出,
故答案为:没有用石棉网,温度计应该插到支管口略靠下位置,冷却水方向应该是下进上出;
(8)用酒精灯直接加热温度变化快,而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀,且温度高时碘易升华,为防止碘升华,采用水浴加热,碘在蒸馏烧瓶内聚集,
故答案为:控制温度,使蒸馏烧瓶内液体受热均匀,防止碘升华;蒸馏烧瓶.
解析
解:(1)灼烧海带时用坩埚盛放海带,用带铁圈的铁架台放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以灼烧海带时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯,故选BDE,
故答案为:BDE;
(2)将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤,从碘水中获取碘单质采用萃取的方法,
故答案为:过滤;萃取;
(3)氯气和碘离子反应生成碘单质,为了时碘离子全部转化为碘单质,氯气应该足量,反应的离子方程式为:2I-+Cl2=2Cl-+I2,
故答案为:使I-转化为I2;
(4)萃取剂的选取标准是:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,溶质和萃取剂不反应,萃取剂和原来溶剂不能互溶,四氯化碳符合萃取剂的选取标准,所以可以用四氯化碳作萃取剂,
故答案为:CCl4;不溶于水且溶解碘的能力远大于水;
(5)a.从分液漏斗中流出液体是通过大气压强控制的,为了使液体顺利流出,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,
故答案为:平衡压力便于液体流出;
b.四氯化碳的密度大于水,所以四氯化碳在水的下层,则有机溶剂从分液漏斗的下口流出,
故答案为:漏斗下口;
(6)碘遇淀粉溶液变蓝色,要想检验碘单质,其操作方法是:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余,
故答案为:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余;
(7)图示中错误有:①给烧杯加热时没有用石棉网,②温度计测量的是馏分的温度,温度计的水银球应该插到支管口略靠下位置;冷凝管的冷却水方向应该是下进上出,
故答案为:没有用石棉网,温度计应该插到支管口略靠下位置,冷却水方向应该是下进上出;
(8)用酒精灯直接加热温度变化快,而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀,且温度高时碘易升华,为防止碘升华,采用水浴加热,碘在蒸馏烧瓶内聚集,
故答案为:控制温度,使蒸馏烧瓶内液体受热均匀,防止碘升华;蒸馏烧瓶.
(2015秋•沈阳校级期中)下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.钠易与水反应,电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,应该通过电解熔融的氯化钠的方法冶炼钠,故A错误;
B.海水提溴是先氧化溴离子为溴单质,再用还原剂还原溴单质为溴离子,然后用氧化剂氧化溴离子为溴单质,涉及到了氧化还原反应,故B正确;
C.海带提碘,是将碘离子氧化生成碘单质,发生的是化学变化,故C错误;
D.海水提镁,涉及生成氢氧化镁、氢氧化镁与盐酸反应,生成氯化镁电解可生成镁,涉及到了复分解反应,故D错误;
故选B.
下列海水淡化的方法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来,得到纯净的水,故A正确;
B、利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果,故B正确;
C、对于微溶于水的有机物,可用萃取法,水中没有微溶于水的有机物,故C错误;
D、通过离子交换树脂可以除去海水中的离子,从而达到淡化海水的目的,故D正确;
故选:C.
海水是巨大的资源宝库,利用海水提取食盐的过程如图所示.回答下列问题:
(1)①粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用试剂为:A:盐酸;B:BaCl2溶液;C:NaOH溶液;D:Na2CO3溶液.加入试剂的顺序是______.
②电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为______,与电源负极相连的电极附近溶液pH的变化是______.
(2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱,则气体B是______(填化学式),由NaCl制取纯碱反应的化学方程为______、______.
(3)海水提镁的一段工艺流程如图:
浓海水的主要成分如下:
该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为______,1L浓海水最多可得到产品2的物质的量为______mol.
正确答案
解:(1)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BCDA,
故答案为:CBDA或BCDA;
②电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是2Cl--2e-=Cl2↑,与负极相连的阴极发生的反应是:2H++2e=H2↑,H+不断消耗,使得溶液中C(OH-)增大,pH变大,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;变大;
(2)向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,则气体B是二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱,上述反应的化学方程式分别为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,
故答案为:CO2;NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)工艺流程合成步骤中加入石灰乳,沉降后,将过滤后的滤液进行脱硫,用Ca2+沉淀SO42-生成CaSO4沉淀,离子方程式为:Ca2++SO42-=CaSO4↓,采用过滤的方法得到产品1为CaSO4,滤液中加入石灰乳,发生反应为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,合成中应得到Mg(OH)2沉淀,过滤、干燥的产品2为Mg(OH)2,
溶液中m(Mg2+)=1L×28.8g/L=28.8g,
Mg2+~Mg(OH)2
24g 58g
28.8g m[Mg(OH)2]
m[Mg(OH)2]=28.8g×=69.6g,氢氧化镁的物质的量n[Mg(OH)2]=
=1.2mol,
故答案为:Ca2++SO42-=CaSO4↓;1.2.
解析
解:(1)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BCDA,
故答案为:CBDA或BCDA;
②电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是2Cl--2e-=Cl2↑,与负极相连的阴极发生的反应是:2H++2e=H2↑,H+不断消耗,使得溶液中C(OH-)增大,pH变大,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;变大;
(2)向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,则气体B是二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱,上述反应的化学方程式分别为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,
故答案为:CO2;NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)工艺流程合成步骤中加入石灰乳,沉降后,将过滤后的滤液进行脱硫,用Ca2+沉淀SO42-生成CaSO4沉淀,离子方程式为:Ca2++SO42-=CaSO4↓,采用过滤的方法得到产品1为CaSO4,滤液中加入石灰乳,发生反应为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,合成中应得到Mg(OH)2沉淀,过滤、干燥的产品2为Mg(OH)2,
溶液中m(Mg2+)=1L×28.8g/L=28.8g,
Mg2+~Mg(OH)2
24g 58g
28.8g m[Mg(OH)2]
m[Mg(OH)2]=28.8g×=69.6g,氢氧化镁的物质的量n[Mg(OH)2]=
=1.2mol,
故答案为:Ca2++SO42-=CaSO4↓;1.2.
从海水中可以获得淡水、食盐,并可提取镁和溴等物质.
(1)海水淡化的方法主要有______(填一种);
(2)从海水中提取镁的流程如下图所示:
反应①的离子方程式为______;
反应②的化学方程式为______;
(3)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化,该反应的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)因海水淡化的常用方法:有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法等,故答案为:海水冻结法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任选一答);
(2)因反应①是Mg(OH)2与盐酸反应:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,离子方程式:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O;反应②是电解熔融MgCl2:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
故答案为:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(3)因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-;故答案为:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
解析
解:(1)因海水淡化的常用方法:有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法等,故答案为:海水冻结法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任选一答);
(2)因反应①是Mg(OH)2与盐酸反应:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,离子方程式:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O;反应②是电解熔融MgCl2:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
故答案为:Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(3)因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-;故答案为:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
海水中有丰富的资源,多种多样的海洋动物和植物,海底有丰富的矿藏、石油、天然气等,此外,海水中还含有大量的电解质,它们电离产生Cl-、Br-、I-、SO42-、Na+、Mg2+、Ca2+等,都是重要资源.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:
(1)写出步骤②、⑦、⑧分离提纯的方法:
②______ ⑦______ ⑧______.
(2)步骤⑦分离提纯过程中需要选用的玻璃仪器的名称______.
(3)D具有杀菌消毒的作用,请写出反应④的化学方程式并标出其电子转移的方向和数目______.
(4)初步提纯后的粗盐中含有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,
下列试剂添加顺序合理的是______.
A.②③④①B.③④②①C.④③②①D.③②④①
(5)若用来提取Br2,反应⑤所用的氧化剂的来源较合理的是______.
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
(6)流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有______性.
正确答案
解:(1)步骤②为过滤,粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液,⑦为碘的萃取和分液,⑧为从有机溶剂中提取碘单质,需要蒸馏,
故答案为:过滤;萃取、分液;蒸馏;
(2)步骤②分离提纯方法为萃取,需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(3)反应④是氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸、氯化钠和水,,故答案为:
;
(4)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②③④①或③②④①,
故答案为:AD;
(5)取Br2,反应⑤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,通过电解无水氯化镁得到的产物为镁和氯气,
故答案为:C;
(6)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:挥发.
解析
解:(1)步骤②为过滤,粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液,⑦为碘的萃取和分液,⑧为从有机溶剂中提取碘单质,需要蒸馏,
故答案为:过滤;萃取、分液;蒸馏;
(2)步骤②分离提纯方法为萃取,需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(3)反应④是氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸、氯化钠和水,,故答案为:
;
(4)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②③④①或③②④①,
故答案为:AD;
(5)取Br2,反应⑤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,通过电解无水氯化镁得到的产物为镁和氯气,
故答案为:C;
(6)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:挥发.
当今世界各国充分认识到海洋资源的重要性,海水的综合利用是当今的热点话题之一.
(1)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的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,需要用氧气进行氧化处理,其反应的化学方程式是______:
氧化后的海水需要加入NaOH,与之混合后才能排放.该操作的主要目的是______
(2)利用氯碱工业产品来处理含S02的烟气的流程如图所示:
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
(3)空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法,适合从低浓度含溴溶液中提取溴.
①通入空气吹出Br2,并用Na2C03吸收的目的是______.
②反应③中每生成3mol Br2,转移电子的物质的______mol.
③为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中______填字母).
a.通入HBr b.加入NaBr溶液 c.加入Na2C03溶液 d.加入Na2SO3溶液
(4)从海水中提纯粗盐后的母液中含有K+、Na+和Mg2+等阳离子.对母液进行一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电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁.下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是______(填字母).
A.Ar B.C02 C.空气 D.02 E.水蒸气.
正确答案
解:(1)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;
(2)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;
(3)由流程可知,浓缩后增大溴离子的浓度,与氯气发生2Br-+C12=Br2+2Cl-,用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,从而达到富集溴,②中发生3Br2+3Na2CO3═5NaBr+3CO2+NaBrO3,③中发生5Br-+6H++BrO3-═3Br2+3H2O,
①由上述分析可知,用Na2CO3吸收的目的是富集溴,故答案为:富集溴;
②反应③中发生5Br-+6H++BrO3-═3Br2+3H2O,由NaBrO3中溴元素的化合价降低为5-0=5可知,每生成3mol Br2,转移电子的物质的量是5mol,故答案为:5;
③除去工业Br2中微量的Cl2,不能选碳酸钠、亚硫酸钠,均与溴、氯气反应,a会引入杂质,只有b中NaBr溶液与Cl2反应,然后分液可除去Cl2,故答案为:b;
(4)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+;
②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)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;
(2)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;
(3)由流程可知,浓缩后增大溴离子的浓度,与氯气发生2Br-+C12=Br2+2Cl-,用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,从而达到富集溴,②中发生3Br2+3Na2CO3═5NaBr+3CO2+NaBrO3,③中发生5Br-+6H++BrO3-═3Br2+3H2O,
①由上述分析可知,用Na2CO3吸收的目的是富集溴,故答案为:富集溴;
②反应③中发生5Br-+6H++BrO3-═3Br2+3H2O,由NaBrO3中溴元素的化合价降低为5-0=5可知,每生成3mol Br2,转移电子的物质的量是5mol,故答案为:5;
③除去工业Br2中微量的Cl2,不能选碳酸钠、亚硫酸钠,均与溴、氯气反应,a会引入杂质,只有b中NaBr溶液与Cl2反应,然后分液可除去Cl2,故答案为:b;
(4)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+;
②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.氯碱工业为电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠的反应,而工业上用电解熔融的氯化钠冶炼钠,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,过程的目的是浓缩,故C正确;
D.④中溴得电子化合价降低,所以溴元素被还原,故D错误.
故选C.
从化学原理和经济效益角度分析下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是( )
正确答案
解析
解:海水中含有镁离子,先将海水蒸发、浓缩得到含有镁离子的溶液,再向溶液中加入沉淀剂将Mg 2+转化为Mg(OH)2,加入的沉淀剂应该具有碱性且价格较廉价、来源丰富,贝壳中含有CaCO3且来源丰富,煅烧贝壳得到CaO,将CaO溶于水得到Ca(OH)2,所以加入的沉淀剂是Ca(OH)2,将镁离子转化为Mg(OH)2;将Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2,将MgCl2在HCl氛围中加热得到MgCl2固体,电解熔融MgCl2得到Mg,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故选D.
(2014秋•天津期末)我国海洋资源丰富,开发利用具有广阔前景.
(1)利用海水可制备氯气.
①制得的氯气,为便于储存,要将其液化[C12(g)⇌Cl2(l)],应采取的措施是______(只写出一种措施).
②液氯储存区贴有的说明卡如表(部分):
用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用.______
若氯气泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯气和苯的反应明显加快,原因是______
(2)利用海水脱硫可解决燃煤排放SO2造成的环境问题,工艺流程如图:
①天然海水呈碱性,写出SO2与过量海水中OH-的反应的离子方程式.______
②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子,请写出氧化过程中H2SO3被氧化的化学方程式:______;氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合才能排放,该操作的主要目的是______
(3)工业从海水中提溴的过程如下:
海水Br2(g)
Br2
①通过热空气的目的是______
②溶液中的NaBr、NaBrO3用足量的硫酸处理后得到Br2单质,每生成1mol Br2转移电子的物质的量是______mol.
正确答案
解:(1)常温下,氯气为气体,降温 (或加压)可液化,转化为液体便于运输和储存,
故答案为:降温 (或加压);
(3)①NaHSO3溶液与泄露的氯气发生氧化还原反应,离子反应为HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+,
故答案为:HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+;
②由在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快可知,铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用,
故答案为:铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用;
(2)①SO2与过量海水中OH-发生复分解反应生成亚硫酸钠和水,离子反应为SO2+2OH-═SO32-+H2O,
故答案为:SO2+2OH-═SO32-+H2O;
②H2SO3或HSO3-中的S显+4价,均可被O2氧化生成H+和SO42-,酸性会大大增强,H2SO3被氧化的化学方程式为:2H2SO3+O2=2H2SO4,氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放,主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),
故答案为:2H2SO3+O2=2H2SO4;中和经氧气氧化后海水中生成的酸【或中和酸;降低氧化后溶液的酸性】;
(3)①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:将Br2吹出;
②因Br-和BrO3-在酸性条件下发生归中反应生成Br2:5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O,该反应中Br元素化合价由+5价、-1价变为0价,所以溴既是氧化产物也是还原产物,且有的溴来自于BrO3-,若有1mol溴单质生成,转移电子物质的量=1mol×2×
×(5-0)=
mol≈1.67mol,
故答案为:1.67.
解析
解:(1)常温下,氯气为气体,降温 (或加压)可液化,转化为液体便于运输和储存,
故答案为:降温 (或加压);
(3)①NaHSO3溶液与泄露的氯气发生氧化还原反应,离子反应为HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+,
故答案为:HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+;
②由在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快可知,铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用,
故答案为:铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用;
(2)①SO2与过量海水中OH-发生复分解反应生成亚硫酸钠和水,离子反应为SO2+2OH-═SO32-+H2O,
故答案为:SO2+2OH-═SO32-+H2O;
②H2SO3或HSO3-中的S显+4价,均可被O2氧化生成H+和SO42-,酸性会大大增强,H2SO3被氧化的化学方程式为:2H2SO3+O2=2H2SO4,氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放,主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),
故答案为:2H2SO3+O2=2H2SO4;中和经氧气氧化后海水中生成的酸【或中和酸;降低氧化后溶液的酸性】;
(3)①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:将Br2吹出;
②因Br-和BrO3-在酸性条件下发生归中反应生成Br2:5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O,该反应中Br元素化合价由+5价、-1价变为0价,所以溴既是氧化产物也是还原产物,且有的溴来自于BrO3-,若有1mol溴单质生成,转移电子物质的量=1mol×2×
×(5-0)=
mol≈1.67mol,
故答案为:1.67.
浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,蕴藏着丰饶的矿产,是宝贵的化学资源,下图是海水加工的示意图,根据如图回答问题.
(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有______(写出两种).
(2)如图是从浓缩海水中提取溴的流程图.写出图中①②的化学式:①______,②______,吸收塔中发生的化学反应方程式为______.
(3)制备金属镁是通过电解熔融的MgC12,而不用MgO,其原因是______.
(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和C12.海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是______.电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,离子交换膜的作用是______.
(5)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(g)⇌4SiHCl3(g).达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于氯碱工业,理论上需消耗纯NaCl的质量为______kg.
正确答案
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有:蒸馏法、电渗析法;
故答案为:蒸馏法、电渗析法;
(2)从浓缩海水中提取溴,先进行溴离子的氧化得到 溴单质,利用二氧化硫吸收溴单质的富集得到溴离子,最后再次用氯气氧化,吸收塔中发生的化学反应方程式为:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
故答案为:SO2;Cl2;SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(3)MgO的熔点为2852℃、熔点高,电解时耗能高,所以工业上,电解熔融MgCl2冶炼金属镁;
故答案为:MgO熔点很高,会消耗大量电能;
(4)用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜,所以要用阳离子交换塔除去Mg2+、Ca2+;电解食盐水的产物有氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠能反应,氢气与氯气也能反应,所以电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行;
故答案为:用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜;防止H2与C12混合发生爆炸,同时防止C1-进入阴极室,这样可以获得纯净的NaOH;
(5)反应方程式可知:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g)
起始量(mol) n 0
变化量(mol) 2x x 4x
平衡量(mol) n-2x 4x
则:4x=0.020mol/L×20L=0.4mol,x=0.1mol,
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol,n=3.0mol,
由2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,
2mol 1mol
=
;
解得:m(NaCl)=350g=0.35kg,
故答案为:0.35.
解析
解:(1)目前淡化海水的方法有多种,海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有:蒸馏法、电渗析法;
故答案为:蒸馏法、电渗析法;
(2)从浓缩海水中提取溴,先进行溴离子的氧化得到 溴单质,利用二氧化硫吸收溴单质的富集得到溴离子,最后再次用氯气氧化,吸收塔中发生的化学反应方程式为:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
故答案为:SO2;Cl2;SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(3)MgO的熔点为2852℃、熔点高,电解时耗能高,所以工业上,电解熔融MgCl2冶炼金属镁;
故答案为:MgO熔点很高,会消耗大量电能;
(4)用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜,所以要用阳离子交换塔除去Mg2+、Ca2+;电解食盐水的产物有氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠能反应,氢气与氯气也能反应,所以电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行;
故答案为:用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜;防止H2与C12混合发生爆炸,同时防止C1-进入阴极室,这样可以获得纯净的NaOH;
(5)反应方程式可知:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g)
起始量(mol) n 0
变化量(mol) 2x x 4x
平衡量(mol) n-2x 4x
则:4x=0.020mol/L×20L=0.4mol,x=0.1mol,
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol,n=3.0mol,
由2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,
2mol 1mol
=
;
解得:m(NaCl)=350g=0.35kg,
故答案为:0.35.
如图为海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.过程①的提纯中过滤属于物理过程,但是除去镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子属于化学过程;过程②电解饱和食盐水获得了氯气和氢气两种单质,故A错误;
B.因MgCl2•6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等,直接灼烧得不到MgCl2,若要由MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2,为防止Mg2+发生水解,应在HCl气氛中进行,故B错误;
C.根据化学反应:2Br-+Cl2 =Br2 +2Cl-,每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,故C正确;
D.过程①加入的药品顺序为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,如果再过滤沉淀前加入过量BaCl2溶液,稀盐酸不能除去氯化钡溶液,所以会产生杂质,故D错误;
故选C.
从海水制备金属镁的流程如图所示:
(1)为了节约成本,充分利用海滩资源,用贝壳经过一系列反应可以制得石灰乳,请写出有关反应的化学方程式:______;______.
(2)向石灰乳中加入MgCl2溶液,充分搅拌、过滤、洗涤.写出该反应的化学方程式:______.
(3)从熔点与硬度方面来看,镁合金与镁相比较,其特点有______.
正确答案
解:(1)贝壳的主要成份是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下分解生成CaO与二氧化碳,可以制备氧化钙,反应方程式为:CaCO3CaO+CO2↑,氧化钙和水反应会生成氢氧化钙:CaO+H2O=Ca(OH)2,
故答案为:CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2O=Ca(OH)2;
(2)氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应:Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2,生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,
故答案为:Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
(3)合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质;合金具有以下特点:①一定是混合物;②合金中各成分都是以单质形式存在;③合金中至少有一种金属,④合金的硬度大,熔点低,所以从熔点与硬度方面来看,镁合金与镁相比较,其特点有熔点低,硬度大,
故答案为:熔点低,硬度大.
解析
解:(1)贝壳的主要成份是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下分解生成CaO与二氧化碳,可以制备氧化钙,反应方程式为:CaCO3CaO+CO2↑,氧化钙和水反应会生成氢氧化钙:CaO+H2O=Ca(OH)2,
故答案为:CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2O=Ca(OH)2;
(2)氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应:Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2,生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,
故答案为:Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
(3)合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质;合金具有以下特点:①一定是混合物;②合金中各成分都是以单质形式存在;③合金中至少有一种金属,④合金的硬度大,熔点低,所以从熔点与硬度方面来看,镁合金与镁相比较,其特点有熔点低,硬度大,
故答案为:熔点低,硬度大.
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