高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 物质的化学计量第3课时当堂检测题
展开第3课时 溴、碘的提取
目标与素养:1.了解从海水或海产品中提取溴、碘单质的基本原理和方法。(宏观辨识与微观探析)2.知道氯、溴、碘单质的性质及其差异。(宏观辨识与微观探析)3.掌握Cl-、Br-、I-的检验方法。(科学探究与创新意识)
一、溴、碘的提取
1.反应原理
2.提取原料
(1)溴的提取:海水提取粗食盐后的母液,通入氯气将其中的溴离子转化为单质溴。
(2)碘的提取:海水中碘的浓度很低,工业上不直接由海水提取碘,而是以具有富集碘能力的植物如海带、海藻为原料提取碘。
3.提取流程
(1)海水提溴的工艺流程:
(2)从海带中提取碘的工艺流程:
微点拨
Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2; Cl-、Br-、I-的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。
二、溴、碘的性质
1.单质的物理性质
微点拨
氯易液化,溴易挥发,碘易升华。溴是室温下唯一一种液态单质。
2.Br-、I-的检验
(1)试剂:硝酸银溶液和稀硝酸。
(2)化学方程式:NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3,NaI+AgNO3===AgI↓+NaNO3。
(3)现象:分别出现淡黄色沉淀、黄色沉淀。
3.溴、碘及其化合物的重要用途
(1)溴可用于生产熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等药剂。
(2)溴化银是重要的感光材料。
(3)碘是一种重要的药用元素,也应用于含碘食品的生产。
(4)碘化银可用于人工降雨。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)海水中提取溴的过程中不发生氧化还原反应 (×)
(2)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(×)
(3)加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加盐酸沉淀不消失,则原溶液中有Cl-存在(×)
(4)某无色溶液先通入Cl2,溶液变成棕黄色,再滴入淀粉溶液后,溶液又变蓝,则原溶液中有I-存在(√)
2.在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精,振荡后静置,出现如图所示现象。正确的结论是( )
A.①加入的是四氯化碳,②加入的是苯,③加入的是酒精
B.①加入的是酒精,②加入的是四氯化碳,③加入的是苯
C.①加入的是苯,②加入的是四氯化碳,③加入的是酒精
D.①加入的是苯,②加入的是酒精,③加入的是四氯化碳
C [四氯化碳的密度比水大,苯的密度比水小,酒精与水以任意比互溶。据此可判断①加入的是苯,②加入的是四氯化碳,③加入的是酒精。]
3.海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下:
eq \x(海藻)eq \(――→,\s\up8(灼烧))eq \x(海藻灰)eq \(――→,\s\up8(浸泡))eq \x(悬浊液)eq \(――→,\s\up8(①))eq \x(含I-的溶液)eq \(――→,\s\up8(②))eq \x(X)eq \(――→,\s\up8(③))eq \x(Y)―→eq \x(晶态碘)
某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如下图所示操作。
回答下列问题:
(1)写出提取过程①③中实验操作的名称:①________,③________。
(2)写出过程②中发生反应的化学方程式:_________________
_______________________________________________________________。
(3)四氯化碳是________色、密度比水________的液体。F中下层液体的颜色为________色,上层液体中溶质的主要成分为________。
(4)从F中得到固态碘还需进行的操作是________。
(5)在灼烧过程中,使用到的实验仪器有(除泥三角外)________(填序号)。
①试管 ②瓷坩埚 ③坩埚钳 ④蒸发皿 ⑤酒精灯
[解析] (1)从实验流程看①操作为过滤,③操作为萃取。
(3)CCl4萃取碘水中的碘后,上层液体为KCl溶液,注意不含Cl2和I2。(4)对F中的两种液体进行分液,然后用蒸馏的方法得到I2。(5)给固体物质加热灼烧时用到瓷坩埚、坩埚钳和酒精灯。
[答案] (1)过滤 萃取
(2)Cl2+2KI===2KCl+I2 (3)无 大 紫红(或紫) KCl (4)蒸馏 (5)②③⑤
已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是( )
A [Cl2是黄绿色气体,故①处呈黄绿色;②处反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,溴水呈橙色;③处反应:Cl2+2KI===2KCl+I2,淀粉遇I2变蓝色;④处反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,棉球仍呈白色。]
1.从海水中可以提取溴,但得到的液溴中常溶有少量氯气,除去氯气应该采用的方法是( )
A.加入适量的KI溶液
B.通入溴蒸气
C.加入适量的氢氧化钠溶液
D.加入适量的溴化钠溶液
D [要除去液溴中少量的氯气,可选用适量的溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。]
1.AgNO3溶液——沉淀法
未知液eq \(――――――――→,\s\up8(滴加AgNO3溶液),\s\d10(和稀硝酸))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(生成白色沉淀,则有Cl-,生成淡黄色沉淀,则有Br-,生成黄色沉淀,则有I-))
2.置换——萃取法
未知液eq \(――――――→,\s\up8(加适量新制),\s\d10(饱和氯水,振荡))加入CCl4eq \(――――――→,\s\up8(下层或汽油上层),\s\d10(振荡))有机层呈eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(深红棕色或橙红色,表明有Br-,浅紫色或紫色,表明有I-))
3.置换——淀粉法检验I-
未知液eq \(――――――――→,\s\up8(加适量新制),\s\d10(饱和氯水,振荡))eq \(――――→,\s\up8(淀粉溶液),\s\d10(振荡))蓝色溶液,表明有I-
甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),往甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再往此溶液中加入丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
A [由题目给定条件“往甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色”知:甲溶液中只有Br-,且加入氯水后,生成Br2使溶液显橙色。显然,若把此溶液加到含I-的溶液中,将会因生成碘单质而使溶液变蓝色(因为第一步往溶液中加了淀粉溶液)。再往此溶液中加入丙溶液,颜色没有明显变化,说明丙中无I-。]
2.稀的碘水和溴水的颜色非常浅,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
A [氯水、NaBr溶液与溴水、碘水都不反应,NaOH溶液与二者都反应,二者都褪色,现象相同,不能区分,淀粉遇I2变蓝色。]
1.在盛有KI溶液的试管中,滴入氯水充分反应后,再加四氯化碳振荡,静置后观察到的现象是( )
A.上层紫红色,下层接近无色
B.均匀、透明、紫红色
C.均匀、透明、无色
D.上层接近无色,下层紫红色
D [2KI+Cl2===2KCl+I2,碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度且CCl4的密度比水大,故上层接近无色,下层紫红色(碘在CCl4中的颜色)。]
2.从溴化钠中制取单质溴可采用的方法是( )
A.蒸发至干,灼烧固体
B.滴入新制的氯水,用汽油萃取
C.通入新制的氯气,用酒精萃取
D.加入碘水,用四氯化碳萃取
B [A不正确,因为NaBr同NaCl一样,是热稳定性良好的化合物,灼烧不易分解。B正确,因为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,汽油为有机溶剂,Br2在汽油中的溶解度大于在水中的溶解度,且汽油与水不互溶。C不正确,因酒精与水互溶。D不正确,因碘单质的活泼性不如溴单质的活泼性强,不能发生置换反应。]
3.(双选)溴又称为海洋元素,主要用于制取溴化物,并作为普通分析试剂和有机合成试剂用于医药、农药、染料、香料、摄影材料、灭火剂、选矿、冶金、鞣革、净水等方面。从海水中可以提取溴,主要反应为2KBr+Cl2===2KCl+Br2,下列说法中正确的是( )
A.溴离子具有氧化性
B.氯气是氧化剂
C.该反应属于复分解反应
D.氯气氧化性比溴单质强
BD [溴离子只具有还原性,A项错误;氯元素在反应中化学价降低,故氯气为氧化剂,B项正确;该反应为置换反应,C项错误;根据氧化还原反应以强制弱的原理知,D项正确。]
4.海藻中含有丰富的碘元素。下面是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分。下列判断正确的是( )
A.步骤④的操作是过滤
B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全
C.步骤①③的操作分别是过滤、萃取
D.步骤③中加入的有机溶剂可以是酒精或CCl4
C [A项,碘易溶于有机溶剂,所以不能用过滤的方法提取碘,应该用蒸馏的方法提取碘;B项,淀粉遇I2变蓝,遇I-不变色,因此不能用淀粉检验I-;C项,分离固体和液体混合物的方法为过滤,从水溶液中提取碘一般用萃取的方法,步骤①③的操作分别是过滤、萃取,正确;D项,萃取剂和原溶剂不能互溶,而酒精能与水互溶,故酒精不能作此步骤中的萃取剂。]
5.(1)向溴化钠溶液中通入适量的氯气,产生的现象是________,反应的化学方程式是_______________________________________;
向碘化钾溶液中加入适量的溴水,产生的现象是____________,
反应的化学方程式是____________________________________。
(2)由上述两个化学反应可知,Cl2、Br2、I2三种单质氧化性强弱的关系是________;这样的化学反应原理,在海水的综合应用是_____________________。
(3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量地提取碘的是________。
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
[解析] (1)Cl2与NaBr、Br2与KI反应的化学方程式分别是①Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,②Br2+2KI===I2+2KBr。
(2)Br2、I2在水溶液中分别显橙色、褐色。在反应①中Cl2是氧化剂,Br2是氧化产物,故氧化性Cl2>Br2;在反应②中Br2是氧化剂,I2是氧化产物,故氧化性Br2>I2。以适当的氧化剂将Br-、I-氧化的化学反应原理可以应用于从海水中提取溴和碘。
(3)在四种海产品中,含碘相对较多的是紫菜和海带。
[答案] (1)溶液由无色变为橙色 Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl 溶液由无色变为褐色 Br2+2KI===I2+2KBr (2)Cl2>Br2>I2 从海水中提取溴和碘
(3)②④实验操作
实验现象
KBr溶液eq \(――→,\s\up8(氯水))溶液由无色变为橙色eq \(――→,\s\up8(CCl4),\s\d10(振荡))溶液分层,下层液体呈橙红色。
KI溶液eq \(――→,\s\up8(氯水))溶液由无色变为褐色eq \(――→,\s\up8(CCl4),\s\d10(振荡))溶液分层,下层液体呈紫红色。
化学方程式
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
Cl2+2KI===2KCl+I2
氧化性强弱
Cl2>Br2
Cl2>I2
Br2
I2
色、态
通常状况下为深红棕色液体
通常情况下为紫黑色固体
溶解性
微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
特性
易挥发
①易升华,②淀粉溶液遇碘变蓝色
Cl2、Br2、I2的化学性质
相似性
①都能与几乎所有的金属化合;
②都能与H2反应生成HX(X=Cl、Br、I),HX都易溶于水且都是强酸;
③都能与水和碱液反应,X2+H2O===HX+HXO,X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O;
④水溶液都有氧化性
递变性(按Cl→Br→I顺序)
①氧化性依次减弱:Cl2>Br2>I2,如分别与Fe反应,产物为FeCl3、FeBr3、FeI2;还原性Cl-
②与H2反应由易到难,氢化物稳定性依次减弱;
③与水反应程度依次减弱
特性
I2遇淀粉变蓝色
选项
①
②
③
④
A
黄绿色
橙色
蓝色
白色
B
无色
橙色
紫色
白色
C
黄绿色
橙色
蓝色
无色
D
黄绿色
无色
紫色
白色
卤素离子的检验方法
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