新教材适用高中化学专题3从海水中获得的化学物质第3单元海洋化学资源的综合利用第1课时粗盐提纯及从海水中提取溴课后习题苏教版必修第一册

第三单元　海洋化学资源的综合利用

第1课时　粗盐提纯及从海水中提取溴

基础巩固

1.在“粗盐提纯”的实验中,下列做法正确的是(　　)。

A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热

B.进行蒸发结晶操作时,待开始析出晶体后用玻璃棒搅拌

C.除去粗盐中可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、Na2SO4)时,加入试剂的顺序为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液、稀盐酸

D.用过滤法除去粗盐中的泥沙

答案:D

解析:蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质,未过滤即蒸发,不能除去粗盐中的泥沙等难溶性杂质,A项错误;加热过程中应用玻璃棒不断搅拌,B项错误;除去粗盐中可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、Na2SO4)时,Na2CO3溶液应在BaCl2溶液之后加入,以除去过量的Ba2+,C项错误。

2.从海水中可以提取溴,发生的主要反应为2Br-+Cl2Br2+2Cl-,下列说法正确的是(　　)。

A.溴离子具有氧化性

B.氯气是还原剂

C.该反应属于复分解反应

D.氯气的氧化性比溴单质强

答案:D

解析:该反应为氧化还原反应,Br-是还原剂,Cl2是氧化剂,故Cl2的氧化性强于Br2。

3.下列实验装置或操作正确的是(　　)。

答案:A

解析:向容量瓶中转移液体需要使用玻璃棒引流,以免液体溅出,A正确;冷凝水应下进上出,B错误;采用蒸发的方法从饱和食盐水中提取NaCl晶体,蒸发时应用蒸发皿,灼烧药品时用坩埚,C错误;酒精和水能互溶,不分层,不能用分液的方法分离,D错误。

4.某固体NaOH因吸收了空气中的CO2而含有杂质Na2CO3,若要将该固体配制成较纯净的NaOH溶液,则主要的实验操作过程为(　　)。

A.溶解→加适量的BaCl2溶液→过滤

B.溶解→加适量的CaCl2溶液→过滤

C.溶解→加适量的Ba(OH)2溶液→过滤

D.溶解→加适量的盐酸→加热

答案:C

解析:加入BaCl2溶液、CaCl2溶液或盐酸会引入新的杂质Cl-,故A、B、D项中的操作得不到纯净的NaOH溶液。

5. 工业上用海水获取粗盐以及实验室用粗盐制得精盐都包含着许多化学实验知识。分析以下过程后填写下列空白。

海水→粗盐甲乙精盐

图1

图2

(1)操作Ⅰ的名称是　　　　。 

(2)海水晒盐与上述操作中　　　　的原理相同。 

(3)上述操作可能用到图2中的装置。装置B中仪器a的名称是　　　　,用甲制取淡水可选用装置　　　　(填字母),装置A中玻璃棒的作用是　　　　　　　　　。 

答案:(1)溶解　(2)蒸发　(3)漏斗　C　搅拌,防止局部温度过高造成液体飞溅

6.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)请列举食盐的两种用途:　　　　　　　、　　　　　　　　。 

(2)将NaCl溶液进行电解,写出电解所发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　。 

(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)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,绘制了如下装置简图:

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中产生液体的颜色为　　　　。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,欲得到纯净的溴,再进行的分离操作是　。 

答案:(1)氯碱工业的原料　制纯碱的原料(或其他合理答案)

(2)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑

(3)富集溴元素

(4)①冷凝管　②Br2腐蚀橡胶　③通过温度计b控制好温度,并收集59 ℃时的馏分　④红棕色　分液、蒸馏

解析:(2)电解NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,对应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。

(3)步骤Ⅰ中Br2的浓度很小,用SO2水溶液吸收可以富集溴元素,得到的含HBr等物质的溶液用Cl2处理,则可获得高纯度的溴。

(4)②溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶,故整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管。③溴的沸点为59℃,可采用水浴加热,并通过温度计b控制好温度,收集59℃时的馏分。④C中所得到液体是溴单质,颜色为红棕色。要除去液溴中残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,发生的反应为Cl2+2NaBr2NaCl+Br2,Br2在水中的溶解度不大,出现分层现象后,可通过分液的方法得到液溴层,然后进行蒸馏可得到纯净的溴。

能力提升

1.(双选)已知Br2与NaOH溶液的反应类似于Cl2与NaOH溶液的反应。用溴水作试剂可以将下列各组中的溶液鉴别出来的是(　　)。

A.水、汽油、酒精

B.AgNO3、NaOH、KI

C.NaCl、NaBr、NaI

D.汽油、酒精、NaOH

答案:BD

解析:汽油能萃取溴水中的溴,出现分层现象,且上层呈橙色,下层几乎无色,酒精与水互溶,不能萃取溴水中的溴,得到的溶液显橙黄色,NaOH与Br2反应使溴水褪色,A组不能鉴别水和酒精,D组能用溴水鉴别;B组三种溶液均能与溴水反应,且出现三种不同的现象,即浅黄色沉淀、溴水褪色、溶液显褐色,能用溴水鉴别;C组前两种与溴水均不反应,现象相同,不能用溴水鉴别。

2.(双选)工业制溴的大致流程如图:

提取粗盐后的母液(甲)含溴的混合溶液混合蒸气混合溶液(乙)含溴的混合溶液溴

已知溴的沸点为58.7 ℃,常温下在水中的溶解度为3.5 g;溴与碳酸钠溶液反应生成NaBr、NaBrO3、CO2等。则下列说法不正确的是(　　)。

A.步骤②通热空气是利用了溴的挥发性

B.从混合液甲到混合液乙,目的是对溴进行富集

C.步骤④发生氧化还原反应,其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1

D.操作⑤可以采取过滤

答案:CD

解析:粗盐中含有浓度较低的NaBr,先用Cl2将Br-氧化为Br2,然后利用其沸点低的性质,用热空气将其吹出,再用Na2CO3溶液吸收溴蒸气,此时Br2转化为NaBr、NaBrO3等,再加入硫酸,NaBr、NaBrO3发生反应生成Br2,实现了溴的富集,由于溴的密度比水的大,且微溶于水,所以大部分溴沉在水的下层,分液可获得液溴。步骤④发生反应5NaBr+NaBrO3+3H2SO43Br2+3Na2SO4+3H2O,其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶1,C不正确;操作⑤中,大部分溴沉在水的下层,采用分液的方法可获得液溴,D不正确。

3.将含有少量泥沙的粗盐提纯,并用制得的精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。下列说法错误的是(　　)。

A.过滤时用玻璃棒搅拌漏斗中的液体可以加快过滤速度

B.蒸发滤液时,要不断用玻璃棒搅拌蒸发皿中的液体

C.配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的实验过程需要经过计算、称量、溶解、装液等步骤

D.配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液时需用的仪器有托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒等

答案:A

解析:过滤时,不能用玻璃棒搅拌漏斗中的液体,A错误。

4.单质溴的氧化性介于氯气和碘单质之间。利用这一性质判断下列说法中正确的是(　　)。

A.把含有Cl-、I-的溶液分别加入含Br-的溶液中均可以将Br-氧化为Br2

B.把Cl2缓慢通入含有相同物质的量浓度的Br-、I-的混合溶液里,Br-先被氧化

C.湿润的淀粉碘化钾试纸遇到氯气会变成蓝色

D.KBr溶液中加入碘水发生如下反应:2Br-+I22I-+Br2

答案:C

解析:A项,由于Cl-和I-均处于最低价态,只具有还原性,不具有氧化性,所以二者均不会将Br-氧化为Br2;B项,氧化还原反应中遵循强者优先反应的原则,由于I-的还原性强于Br-的,所以I-先被氧化;C项,氯气可以将I-氧化成I2,所以试纸会变成蓝色;D项,碘单质的氧化性小于溴单质的,所以不会发生D项中的反应。

5.某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为2∶3∶4,通入一定量的Cl2,其物质的量之比变为1∶1∶1,则参加反应的Cl2和原溶液中I-的物质的量之比是(　　)。

A.1∶2 B.1∶4 

C.1∶6 D.1∶8

答案:D

解析:还原性:I->Br->Cl-,通入一定量的Cl2,Cl-、Br-、I-的物质的量之比由2∶3∶4变为1∶1∶1,说明溶液中仍剩余I-,溶液中Br-的物质的量分数不变,假设原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量分别是2mol、3mol、4mol,则反应后分别为3mol、3mol、3mol,故Cl-增加的物质的量为3mol-2mol=1mol,由离子方程式2I-+Cl2I2+2Cl-可知,参加反应的Cl2为0.5mol,所以反应的Cl2与原溶液中I-的物质的量之比是0.5mol∶4mol=1∶8。

6.某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。

请回答下列问题:

(1)步骤①和②的操作名称是　　　　。 

(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是　　　　　　　　　　　;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了　　　　　　　　　,当蒸发皿中有较多固体出现时,应停止加热,用余热使水分蒸干。 

(3)猜想和验证:

答案:(1)过滤

(2)滴加盐酸至无气泡产生　防止液滴飞溅

(3)滴加稀盐酸,有气泡放出;小烧杯壁上的澄清石灰水变浑浊　稀盐酸(或稀硝酸)　猜想Ⅱ不成立　滴入BaCl2溶液和稀盐酸　有白色沉淀生成且沉淀不溶解

解析:粗盐溶于水,然后过滤除去难溶性泥沙,得到滤液1;向滤液1中加入过量碳酸钠溶液,搅拌,然后过滤除去难溶性固体A,得到滤液2;向滤液2中加入适量稀盐酸,过量碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠,蒸发氯化钠溶液得到氯化钠晶体。

(1)步骤①和②都是将不溶性固体和液体分离,操作名称都是过滤。

(2)盐酸与过量碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,滴加盐酸至无气泡产生,说明碳酸钠反应完全。加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,以防止局部过热,造成液滴飞溅。

(3)猜想Ⅰ:碳酸盐能与稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以可以用澄清石灰水检验二氧化碳,如果滴加盐酸有气泡放出且小烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊,则说明猜想Ⅰ成立。

猜想Ⅱ:碳酸根离子可以用稀盐酸或稀硝酸检验,所以滴加的试剂是稀盐酸或稀硝酸;钡离子可以用可溶性的硫酸盐检验,如果加盐酸(或硝酸)后有气泡冒出说明含有碳酸根离子;如果加Na2SO4溶液后不产生白色沉淀,说明不含钡离子,则猜想Ⅱ不成立。

猜想Ⅲ要确定硫酸钠的存在,固体溶于水滴入BaCl2溶液和稀盐酸,观察到有白色沉淀生成且沉淀不溶解,则猜想Ⅲ成立。