第2课时 从海水中提取镁和从海带中提取碘
1.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )。
A.②④⑤③① B.③②④①⑤
C.③④②⑤① D.②④③⑤①
2.镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料,工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却。下列气体能用作镁蒸气冷却气的是( )。
A.空气 B.CO2
C.H2 D.N2
3.将氯水加入KI溶液中,用力振荡,再加入四氯化碳,振荡后静置,看到的现象是( )。
A.液体为紫红色
B.液体为无色
C.液体分两层,上层为紫红色,下层接近无色
D.液体分两层,上层接近无色,下层为紫红色
4.下列不能使淀粉碘化钾试纸变蓝的物质是( )。
A.碘水 B.溴水
C.氯水 D.溴化钠溶液
5.稀碘水和稀溴水的颜色非常浅,近乎无色。检验稀碘水和稀溴水时,所用的最佳试剂是( )。
A.淀粉溶液 B.氯水
C.NaOH溶液 D.NaBr溶液
6.已知溴易挥发 ,碘易升华,向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干,并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )。
A.NaCl和KI B.NaCl、KCl和I2
C.KCl和NaBr D.KCl和NaCl
7.我们生活在丰富多彩的物质世界里,绝大多数物质都是混合物。而在科学实验或工农业生产实践中,有时需要纯度较高或极高的物质,这就要求我们要学会物质的分离和提纯。下列提纯方法不正确的是( )。
A.除去KNO3中的NaCl杂质——重结晶
B.除去粗盐中的泥沙——过滤
C.除去KCl中的K2CO3——加适量的盐酸
D.除去碘水中的水——蒸发结晶
8.下列物质中属于镁条在空气中燃烧产物的是( )。
①MgCO3 ②Mg(OH)2 ③MgO ④C ⑤Mg3N2 ⑥CO ⑦H2
A.①②③
B.②③⑦
C.③④⑤
D.⑤⑥⑦
9.下列说法不正确的是( )。
A.金属镁在空气中较易被氧化,生成的氧化膜对金属镁有保护作用
B.去除表面氧化膜的金属镁,能在空气中点燃,产生耀眼的白光
C.将镁粉加到水中加热煮沸冷却后,滴加酚酞溶液,会变红色
D.氮气很稳定,即使高温加热,去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧
10.下列化学反应,在从海水中提取金属镁的过程中,不会涉及的是( )。
A.Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
B.Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
C.Mg(OH)2MgO+H2O
D.MgCl2Mg+Cl2↑
11.从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作,其中正确的是( )。
12.海水中的碘富集在海藻中,我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。实验室提取碘的途径如下所示:
干海带海带灰水溶液碘单质
下列有关叙述正确的是( )。
A.碘元素在海水中也有游离态存在
B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2
C.操作a是结晶
D.b是提纯操作,常用蒸馏或分馏
13.(双选)溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质,它与水反应的化学方程式为IBr+H2OHBr+HIO。下列有关IBr的叙述不正确的是( )。
A.在与水的反应中,IBr既不是氧化剂也不是还原剂
B.在与水的反应中,IBr既是氧化剂又是还原剂
C.在很多反应中,IBr是氧化剂
D.IBr跟NaOH稀溶液反应生成NaI、NaBrO和H2O
14.海水是一个巨大的化学资源宝库。下图是海水综合利用的流程图:
海水—吸收Br2
下列有关说法正确的是( )。
A.从海水中制得粗盐应用的是蒸发结晶的原理
B.工段②中结晶出的MgCl2·6H2O可直接电解制得镁
C.在工段③④中含溴元素的物质均被氧化
D.工段①中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入试剂的顺序可以为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
15.某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次):a.KI溶液;b.淀粉溶液;c.NaOH溶液;d.稀硫酸;e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化:①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是( )。
A.加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d
B.③→④反应的化学方程式为3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O
C.溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色
D.④→⑤反应的离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-
16.把0.5 mol Na和0.5 mol Mg分别投入足量的m1 g水中和m2 g盐酸中,分别得到溶液a和溶液b。若m1=m2,则溶液a与溶液b的质量关系为( )。
A.a>b B.a
17.(双选)碘酸钾(KIO3)是重要的食品添加剂,某化学兴趣小组查阅资料得知,HIO3与KIO3均为白色固体,能溶于水,难溶于部分有机溶剂,且KIO3在碱性条件下易被ClO-氧化为KIO4,于是设计了以下路线制备碘酸钾。下列有关说法正确的是( )。
A.浓盐酸在反应中体现了氧化性
B.加入CCl4的目的是萃取I2
C.加入KOH前,应先对原溶液加热煮沸
D.系列操作包括:加入乙醇溶液、搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥
18.在托盘天平的两个托盘上各放上一个盛有36.5 g质量分数为20%的盐酸的烧杯,调节天平至平衡。现将物质的量相同的两种物质分别放入两烧杯中,都恰好完全反应,此时天平仍保持平衡。则加入的物质可能是( )。
A.MgO和MgCO3
B.Mg和MgCO3
C.MgO和Mg(OH)2
D.MgO和Mg
19.海水是一个巨大的资源宝库,下图是从海水中提取镁的流程图。
(1)反应①~⑤中,属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(2)请写出反应②的离子方程式: 。
(3)在用上述方法提镁的过程中,采取了哪些措施来提高经济效益
① ;
② 。
20.阅读下列材料,按要求回答问题。
乙醇、苯、四氯化碳、煤油都是有机溶剂,有机溶剂之间大都能互溶;碘(I2)难溶于水,易溶于有机溶剂。
(1)下列能用分液漏斗进行分离的是 。
A.液溴和四氯化碳
B.乙醇和煤油
C.固体CaCl2和Na2SO4
D.植物油和蒸馏水
(2)在乙醇、四氯化碳、NaCl溶液、蒸馏水四种试剂中:
①能把碘单质从碘水中萃取出来的是 ,进行分液之后 (填“能”或“不能”)得到纯净的碘单质。
②四氯化碳 (填“能”或“不能”)把碘酒中的碘萃取出来,原因是 。
21.目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下:
提示: MgO的熔点为2 852 ℃,无水MgCl2的熔点为714 ℃。
(1)操作①的名称是 ,操作②的名称是 、 、过滤。
(2)试剂a的名称是 。
(3)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁,再电解氯化镁来制取镁单质,而不采用加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO的方法制金属镁,其原因是 。
1.答案:D
解析:由海水中提取镁可知,先在海水中加入熟石灰,使Mg2+变成Mg(OH)2沉淀,过滤得到Mg(OH)2,然后再加盐酸溶解、浓缩结晶,在一定条件下脱水干燥,最终得到无水氯化镁。
2.答案:C
解析:镁能与O2、CO2、N2发生化学反应,但与H2不反应,故H2能作为镁蒸气的冷却气。
3.答案:D
解析:Cl2将I-氧化生成I2,I2被CCl4萃取,所以上层接近无色,下层为紫红色。
4.答案:D
解析:因氧化性:Cl2>Br2>I2,则加入氯水、溴水,均可将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝;另外直接加入碘水,试纸也变蓝;而NaBr溶液与碘化钾不反应,不能使试纸变色。
5.答案:A
解析:氯水、NaBr溶液与溴水、碘水都不反应,均不能区分;NaOH溶液与溴水、碘水都反应,能使溴水、碘水都褪色,现象相同,不能区分;淀粉溶液遇I2变蓝色,可以区分。
6.答案:D
解析:过量的Cl2将Br-、I-从它们的溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧的过程中溴挥发、碘升华,所以剩余固体为KCl和NaCl。
7.答案:D
解析:固体混合物的分离,常使用过滤法和结晶法。若有一种固体难溶于水,则使用过滤法;若两种固体都易溶于水,常使用结晶法。从碘水中提取碘,通常使用萃取法。
8.答案:C
解析:镁条在空气中燃烧,与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应,生成物分别为MgO、Mg3N2、C。
9.答案:D
解析:镁条表面的氧化膜对镁有保护作用,A项正确;镁条在空气中可点燃,B项正确;镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀,但少量Mg(OH)2溶解在水中,使溶液呈碱性,C项正确;镁条可以在高温下与氮气反应,D项不正确。
10.答案:C
解析:A项是把海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀;B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2;D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2;C项中的反应未涉及。
11.答案:D
解析:海带灼烧成灰应在坩埚中进行,A项错误;过滤时应用玻璃棒引流,B项错误;苯的密度比水的小,在分液漏斗中位于上层,应待下层液体放出后从上口倒出,C项错误;分离碘并回收苯应用蒸馏的方法,用水浴加热能控制温度不至于太高而防止碘的升华,D
项正确。
12.答案:B
解析:碘在海水中只以化合态形式存在,没有游离态。操作a是萃取,操作b是分液,然后才是通过蒸馏等操作来得到单质碘,A、C、D项错误。
13.答案:BD
解析:IBr+H2OHBr+HIO中,没有元素的化合价变化,IBr既不是氧化剂也不是还原剂,A项正确、B项错误;IBr的化学性质类似卤素单质,在与金属反应时,IBr是氧化剂,C项正确;由氯气与NaOH的反应可知,IBr与NaOH反应时生成NaBr、NaIO和H2O,D项错误。
14.答案:A
解析:将MgCl2·6H2O在一定条件下加热制得无水MgCl2,再电解熔融氯化镁制得镁,B项错误;工段④中Br2被还原,C项错误;除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,应在加入BaCl2溶液后再加入Na2CO3溶液以除去过量的BaCl2。
15.答案:D
解析:①无色→②棕黄色说明有碘生成,②棕黄色→③蓝色说明是碘遇淀粉溶液显色,③蓝色→④无色说明碘被消耗,④无色→⑤蓝色说明又生成了碘,此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。
16.答案:C
解析:2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 溶液增加的质量
2mol 44g
Mg+2HClMgCl2+H2↑ 溶液增加的质量
1mol 22g
可见,消耗0.5molNa和0.5molMg,两溶液增加的质量均为11g,因m1=m2,故溶液a和溶液b的质量相等。
17.答案:CD
解析:浓盐酸与KClO3混合制得Cl2的同时,还有产物KCl,此反应中体现了浓盐酸的还原性和酸性,A项错误;Cl2和I2在水中的溶解度小,且氯气可溶于水,会降低转化过程中氯气的利用率,转化过程中加入CCl4的作用是增大I2和Cl2的溶解量,提高Cl2的利用率,B项错误;中和之前溶液中存在较多Cl2,通过加热煮沸的方式可以除去Cl2,避免中和时Cl2转化为ClO-,进一步将I氧化为I,从而导致KIO3产量下降,C项正确;KIO3在乙醇中的溶解度较低,加入适量乙醇可以使KIO3从溶液中析出,故往中和后的溶液中加入适量乙醇,经搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥等操作,得到白色固体,D项正确。
18.答案:A
解析:两托盘中盐酸的质量相等且放入烧杯中的两物质都与盐酸恰好完全反应,则消耗的Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2的物质的量相等。A项,虽然等物质的量MgCO3的质量大于MgO的质量,但是MgCO3与盐酸反应后放出CO2,也可以从化学式角度比较,MgCO3可以写成MgO·CO2,反应后放出CO2,可看作是MgO与盐酸反应,所以恰好完全反应后天平仍保持平衡;B项,MgCO3的质量大于Mg的质量,两者分别与盐酸反应放出气体后,加入MgCO3的烧杯中溶液增加的质量大于加入Mg的烧杯中溶液增加的质量,天平不平衡;C项,Mg(OH)2的质量大于MgO的质量,两者与盐酸反应均不放出气体,天平不平衡;D项,Mg的质量小于MgO的质量,与盐酸反应时Mg放出H2,加入Mg的烧杯中溶液增加的质量更小,天平不平衡。
19.答案:(1)⑤
(2)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
(3)①氯气等原料循环再利用 ②就地取材,利用贝壳制备氧化钙
解析:(1)从图上可以看出,反应③、④均无元素化合价的变化;另外,反应①为氢氧化钙与氯化镁反应,反应②为氢氧化镁与稀盐酸反应,反应⑤为电解熔融状态的氯化镁制镁,
只有反应⑤有元素化合价的变化。(3)为了充分利用原料,题述电解氯化镁得到的氯气循环到盐酸厂用于制盐酸;另外,利用贝壳为原料制取氧化钙,既节约了原料,又节约了运输成本。
20.答案:(1)D
(2)①四氯化碳 不能 ②不能 乙醇与四氯化碳互溶
解析:(1)液溴与碘的性质相似,易溶于四氯化碳,液溴和四氯化碳不能用分液漏斗分离,A错误;乙醇和煤油互溶,也不能用分液漏斗分离,B错误;CaCl2和Na2SO4都是固体,不能用分液漏斗分离,C错误;植物油和蒸馏水不互溶,故D正确。(2)①碘在四氯化碳中的溶解度大于其在水中的溶解度,且四氯化碳和碘不反应,四氯化碳和水不互溶,所以四氯化碳可以萃取碘水中的碘。碘被萃取到四氯化碳中,得到的仍是混合物,不能得到纯净的碘单质。②四氯化碳和乙醇互溶,不符合萃取剂的选择条件,故四氯化碳不能萃取碘酒中的碘。
21.答案:(1)过滤 蒸发 结晶 (2)HCl溶液或盐酸
(3)MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本
解析:(1)从沉淀池中把难溶性的固体Mg(OH)2与可溶性液体物质分离的操作是过滤。从MgCl2溶液中得到固体溶质的操作②是蒸发结晶。(2)溶解固体Mg(OH)2使之转化为MgCl2溶液需要加入的试剂a是HCl溶液或盐酸。(3)MgO的熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本。
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