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1第四讲海水中的元素一、选择题1．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是()A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获取淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子解析海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，加明矾，明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。答案A2．下表是食用碘盐包装上的部分说明，下列说法正确的是()配料精盐、碘酸钾、抗结剂碘含量35±15mg/kg储存方法密封、避光、防潮食用方法烹饪时，待食品熟后加入碘盐A.高温会导致碘的损失B．碘酸钾可氧化氯化钠C．可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D．该碘盐中碘酸钾含量为20～50mg/kg解析高温会导致碘的损失是因为碘酸钾不稳定，A正确。碘酸钾不可氧化氯化钠，B错。碘盐中的碘酸钾不能使淀粉变蓝，C错。因该碘盐中碘含量在35±15mg/kg，则由碘酸钾的相对分子质量可计算出碘酸钾的含量范围应该为34～84mg/kg，D错。答案A3．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析A项中稀释浓硫酸应将浓硫酸慢慢注入水中且用玻璃棒搅拌，以免液体飞溅伤人，操作错误；B项正确；C项中过滤时应将浊液沿玻璃棒注入漏斗中；D项中表面皿不能用于加热蒸干溶液，而且MgCl2溶液加热蒸干后得到的应该是MgO，故操作错误。答案B24．海带中含碘元素，从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量Cl2②将海带焙烧成灰后加水搅拌③加CCl4振荡④用分液漏斗分液⑤过滤，合理的操作顺序是()A．①②③④⑤B．②⑤①③④C．①③⑤②④D．②①③⑤④解析从海带中提取碘的过程：焙烧成灰→加水搅拌→过滤→通足量Cl2→加CCl4振荡→用分液漏斗分液。答案B5．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是()操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SO2－4B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I－C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na＋，无K＋D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH＋4解析A项滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，该沉淀可能为BaSO4、BaSO3、BaCO3或AgCl，说明原溶液中可能含有SO2－4、SO2－3、CO2－3或Ag＋；B项原溶液中若含有I－，滴加氯水时被氧化成I2，滴加CCl4后，CCl4从水中萃取I2，由于CCl4的密度大于水，则溶液出现分层现象，且下层溶液呈紫色；C项焰色反应的火焰呈黄色，说明原溶液中含有Na＋，可能含有K＋，因为Na元素的黄色掩盖K元素的紫色，应透过蓝色钴玻璃观察以确定是否含有K＋；D项原溶液中滴加稀NaOH溶液，生成NH3·H2O的浓度较小，不易分解，应进行加热以确定是否含有NH＋4。答案B6．下列广告语中，你认为符合科学道理的是()A．含碘食盐可防治甲状腺肿大B．含氟牙膏可预防龋齿，适用于所有人群C．本饮料由纯天然物质配制而成，绝对不含化学物质，对人体无害D．“超纯水”、“超纯蒸馏水”绝对卫生，对人体有益解析加碘食盐能有效防治甲状腺肿大；含氟牙膏可预防龋齿，但氟含量高了会对人体有害，并不适用于所有人群；饮料含有化学物质；“超纯水”、“超纯蒸馏水”中缺少了一些矿物质，而这些矿物质中含有人体必需的微量元素，因此“超纯水”、“超纯蒸馏水”对人体没有太多的好处。3答案A7．在含有Na＋的中性溶液中，还可能存在NH4＋、Fe2＋、Br－、CO32－、I－、SO32－六种离子中的一种或几种，进行如下实验：(1)原溶液滴加足量氯水后，有气泡生成，溶液呈橙黄色(2)向橙黄色溶液中加BaCl2溶液无沉淀生成(3)橙黄色溶液不能使淀粉变蓝由此推断原溶液中一定不存在的离子是()A．NH4＋、Br－、CO32－B．NH4＋、I－、SO32－C．Fe2＋、I－、CO32－D．Fe2＋、I－、SO32－解析由原溶液滴加足量氯水后，有气泡生成，溶液呈橙黄色推断溶液中存在Br－和CO32－；由向橙黄色溶液中加BaCl2溶液无沉淀生成可知溶液中不存在SO32－；由橙黄色溶液不能使淀粉变蓝表明溶液中不存在I－。由于溶液中存在CO32－，故不存在Fe2＋，再根据溶液呈中性原则，则必须存在阳离子NH4＋，综上所述应选D。答案D8．向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示。已知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。则下列有关说法中，不正确的是()A．还原性：I－Fe2＋Br－B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6molC．当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3解析因为还原性I－Fe2＋Br－，所以通入的Cl2先与I－反应，随后与Fe2＋反应，最后与Br－反应。从图上可以看出，n(I－)＝2mol，n(Fe2＋)＝4mol，n(Br－)＝6mol。原混合溶液中FeBr2的物质的量为3mol，当通入2molCl2时，I－消耗1molCl2，剩余的1molCl2与Fe2＋反应，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－。答案B4二、非选择题9．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。(1)溶液A的溶质是________。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH＋4、SO2－4[c(SO2－4)＞c(Ca2＋)]精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是________。②过程Ⅰ中将NH＋4转化为N2的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有____________________。④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m3盐水b，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。解析(1)根据电解原理以及H＋在阴极放电可知在阴极区有大量的OH－剩余，所以溶质为NaOH。(2)电解饱和食盐水的离子反应为2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－。(4)①pH调到11时(A溶液为NaOH溶液)，OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2。②NH＋4中的氮元素转变为N2发生了氧化还原反应，根据除杂原则，不能引入新杂质，盐水的溶质是NaCl，所以需要氧化剂Cl2,2NH＋4＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O。③过程Ⅱ加碳酸钡引入了碳酸根和钡离子，所以会生成硫酸钡和碳酸钙沉淀，所以SO2－4、Ca2＋会被除去。5④由ClO－＋SO2－3===Cl－＋SO2－4，根据n(Na2SO3)＝n(NaClO)，可求出n(Na2SO3)，由n(NaClO)＝mNaClOMNaClO＝7.45×10－3×104g74.5g/mol＝1mol可知，m(Na2SO3)＝1mol×126g/mol＋(5×10－3×104)g＝176g，由此，不难得出至多添加10%的Na2SO3溶液应为176×10－3÷10%＝1.76kg。答案(1)NaOH(2)2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－(3)Cl2与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)①Mg(OH)2②2NH＋4＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O③SO2－4、Ca2＋④1.7610．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下图所示的工艺流程生产单质碘：(1)步骤③加Fe粉的目的是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出步骤④中反应的离子方程式___________________________________________。(3)上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_________________________________。(4)操作⑤的名称是________________，选用的试剂是________________。解析反应原理为I－――→AgNO3AgI――→FeFeI2――→Cl2I2――→CCl4萃取提纯I2，整个过程中单质Ag可以循环使用。答案(1)使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难溶的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)(2)2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2I2＋2Fe3＋＋6Cl－(3)Ag6(4)萃取、分液CCl411．某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质，选用以下仪器和药品进行实验，请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。(1)比较卤素单质的氧化性强弱，各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)g接________，________接________，________接________。(2)装置④烧瓶中反应的化学方程式为_________________________________________。(3)装置①中的现象是________________，装置②中的现象是____________，装置③的作用是________________。(4)装置②中反应的离子方程式为____________________。(5)若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是____________________。(6)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是________________，反应的方程式是_________________________________________________________。解析根据卤素单质的氧化性强弱来验证，应该将Cl2通入到NaBr和KI溶液中，观察现象。实验中剩余的Cl2必须进行处理，故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知Cl2通入到NaBr溶液中置换出Br2，溶液应变为橙黄色，Cl2通入到KI－淀粉溶液中置换出I2，溶液应变蓝色。①中加入NaOH溶液，I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，会使蓝