人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用精练

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用精练，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．近年来我国科学家在诸多科技领域取得新突破，下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A．可应用于电化学能量储存和转换的新型全碳材料——石墨炔
B．单孔腔镜手术机器人蛇形手术臂使用的形状记忆合金——镍钛合金
C．大型客机C919的发动机涡轮部件——陶瓷基复合材料
D．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
2．一种新型镁铝合金的化学式为，它具有储氢性能，该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为：，得到的混合物()在一定条件下能释放出氢气。以下说法正确的是
A．该合金的熔点介于金属镁和金属铝熔点之间
B．该合金中镁元素呈负价，铝元素呈正价
C．完全吸氢后得到的混合物与盐酸完全反应释放出，若消耗盐酸的体积为，那么该盐酸的物质的量浓度为
D．制备该合金应在氮气保护下，将一定比例的单质在一定温度下熔炼而获得
3．下列反应的离子方程式表示错误的是
A．石灰乳和溶液反应：
B．室温下，与溶液反应至溶液：
C．海水提溴用水溶液富集溴：
D．氯碱工业中电解饱和食盐水：
4．下列文物的主要成分是金属材料的是
A．AB．BC．CD．D
5．从干海带中提取碘的实验流程如下：
下列说法错误的是
A．氧化步骤中氯水可用过氧化氢代替
B．试剂X可以为，反萃取的离子方程式为：
C．可循环利用以有效提高干海带提碘的产率
D．操作Ⅰ要用到普通漏斗、烧杯和玻璃棒
6．下列关于铝及其化合物的说法错误的是
A．相比纯铝，铝合金熔点高，硬度大
B．金属铝与溶液反应生成氢气
C．是两性氧化物，是两性氢氧化物
D．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
7．为精制食盐，需采用如下流程除去粗盐中的和杂质。
下列有关说法中，正确的是
A．试剂①、②、③可能分别是过量的溶液
B．除去的主要反应：
C．流程中的“过滤”和“加入盐酸”可以颠倒
D．向滤液中加入盐酸后，再在烧杯中蒸发结晶可得到NaCl固体
8．下列“类推”合理的是
A．AB．BC．CD．D
9．下列属于物理变化的是
①石油的分馏
②煤的干馏
③煤的液化
④溴水中加入苯，振荡、静置后水层无色
⑤SO2通入品红溶液，红色褪去
⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去
⑦乙烯催熟果实
⑧白磷加热到260℃转化为红磷
⑨电渗析法进行海水淡化
A．①④⑥B．②④⑧⑨C．①③⑤⑦D．④⑥⑨
10．材料的发现和应用在探索宇宙、改进生活、改善环境等方面均发挥着重要作用。下列关于材料的说法正确的是
A．“神舟十一号”飞船使用的半导体材料可用代替
B．福建舰舰身材料采用低碳合金钢，合金的强度一般高于成分金属
C．指南针是我国古代的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是
D．制作碳纳米管采用的直径在之间的纳米级碳粒属于胶体
11．是中学常见的5种化合物，是氧化物，它们之间的转化关系如下图所示。则下列说法正确的是
A．与反应的化学方程式是：
B．检验溶液中的金属阳离子的反应：
C．单质在一定条件下能与水发生置换反应
D．化合物C既能与酸反应，又能与碱反应，所以是两性化合物
12．海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法工艺，其流程图如下：
含的海水含的空气吸收液溴的浓溶液……→液溴
以下推断不合理的是
A．“吸收”过程中发生的主要化学反应为
B．空气能从溶液中吹出，利用了易挥发的物理性质
C．利用吸收含空气，实现了溴的富集
D．“加入氧化剂氧化”中的氧化剂通常用
13．2023年2月23日，新建厦门北站建筑面积约1400平方米的天窗施工调试成功，标志着中国高铁站房面积最大的侧悬式模块化滑移启闭感应智能天窗建成。下列说法正确的是
A．该站天窗材质采用异形钢构件，钢是一种合金，合金的硬度一般低于各组分的硬度
B．该站智能光纤系统应用面积居全国之首，光纤的主要成分是
C．该站智能天窗预计每年可节省约40天的通风系统运转，相当于每年减少14.13吨排放，电子式为
D．该站人性化自动开合天窗使用了大量玻璃，纯碱是制造普通玻璃的基本原料
14．宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一，下列有关方程式与所述事实相符合的是
A．电解熔融制取Mg：
B．实验室制氨气：
C．工业制漂白粉：
D．过量的铁粉在中燃烧：
15．海水资源综合利用的部分过程如下图所示，下列说法正确的是
A．工业上通过电解饱和食盐水制备金属钠和氯气
B．制溴工业中用SO2水溶液吸收溴蒸汽，生成HBr和H2SO3
C．在制溴工业中，通过氧化、还原、再氧化的步骤实现了溴的富集
D．在制镁工业中，工业常NaOH溶液作为Mg2+沉淀剂
二、填空题
16．煤、石油和天然气是人类目前使用的主要能源，同时也是最重要的化工原料。回答下列问题：
(1)实现煤的综合利用的主要途径有煤的 、煤的气化和煤的液化，煤的间接液化是将煤先转化为和，然后在催化剂作用下合成甲醇等液体有机物。书写和转化成甲醇的化学方程式： 。
(2)乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，由甲醇发生酯化反应生成乙酸甲酯的化学方程式为 。
(3)丙酸和乙酸甲酯互为 ；常温下，丙酸，乙酸，试从键的极性对化学性质影响的角度解释其原因： 。
(4)石油裂解气中含有大量乙烯和丙烯，乙烯和丙烯官能团的结构式为 ，以丙烯为原料合成的聚丙烯高分子化合物的链节为 。
(5)丙烯是三大合成材料的基本原料。丙烯分子中，处于同一平面的原子最多有 个。
(6)石油裂解气中的乙烯与在银作催化剂条件下，能发生原子利用率为100%的化学反应，书写该反应的化学方程式： 。
17．海水提溴过程中溴元素的变化如下图所示：
(1)过程I需要向酸化后的海水中通入___________。
A．B．HClC．D．
(2)过程II中，用热空气将溴赶出，再用浓(aq)吸收。将该过程中反应的化学方程式补充完整，并用单线桥标出电子转移的方向和数目。
向盛有KI(aq)的试管中加入少许后滴加氯水，振荡、静置后，层变成紫色，如果继续向试管中滴加氯水，振荡，层会逐渐变浅，最后变成无色。
(3)写出层由紫色变成无色(生成)的化学方程式： 。
(4)整个过程两步反应的还原剂分别是：第一步 、第二步 。
(5)把KI换成KBr，则层变为 色，继续滴加氯水，层的颜色没有变化。向用硫酸酸化的NaI(aq)中逐滴加入(aq)，当加入2.6ml 时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量(n)如下表。则原溶液中NaI的物质的量是 ml。
、、氧化性由强到弱的顺序合理的是 。
A． B．
C． D．
三、解答题
18．海水中有丰富的资源。从海水中可以获得淡水、食盐，并提取溴。回答下列问题。
(1)初步提纯后的粗盐中含有、、等杂质，精制时一般步骤如下：
加入的试剂①、②分别是： 、 。
(2)工业上以晒盐后的卤水为原料进行提溴，主要流程如下：
①卤水呈碱性，在通入前需先酸化，原因是 。
②向酸化后的卤水中通入Cl2时主要发生反应的离子方程式为 。
③“吹出”步骤中主要利用了溴的 性。
④设立“吸收”步骤的目的是 。
⑤吸收步骤中发生反应的化学方程式为 。
⑥已知常压下的沸点是59℃。蒸馏过程中，温度应控制在 (填字母)范围内较合适。
a．20℃～30℃ B．45℃～55℃ C．75℃～85℃ D．100℃～110℃
⑦经该方法处理后，海水最终得到，若总提取率为60％，则原海水中的浓度是 。
19．从海水中可以提取很多有用的物质，例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘。活性炭吸附法是工业提碘的方法之一，其流程如下：
资料显示：Ⅰ．pH=2时，NaNO2溶液只能将I-氧化为I2；
Ⅱ．；
Ⅲ．；
(1)反应①生成一种无色气体，遇空气变为红棕色。则反应①的离子方程式是 。
(2)方案甲中，根据I2的特性，分离操作X的名称是 。
(3)已知I2在碱性溶液中反应生成I-和。反应②的离子方程式是 。
(4)Cl2、酸性KMnO4等都是常用的强氧化剂，但该工艺中氧化卤水中的I-却选择了价格较高的NaNO2，原因是 。
(5)方案乙中，已知反应③过滤后，滤液中仍存在少量的I2、I-、。请设计实验检验滤液中的，将实验方案补充完整。
可供选择的试剂：稀H2SO4、淀粉溶液、Na2SO3溶液
A．滤液用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在。
B． 。
选项
A
B
C
D
文物
名称
金瓯永固杯
玉云龙纹炉
青玉大禹治水图山子
各种釉彩大瓶
已知
类推
A
工业制：
工业制：
B
将加入溶液中：
将加入溶液中：
C
将加入盐酸中：
将加入溶液中：
D
和发生铝热反应：
和发生铝热反应：
海水
→制盐工业：粗盐→精盐→饱和食盐水→氯碱工业
→制溴工业：
→制镁工业：
粒子
n/ml
0.5
1.3
未知
参考答案：
1．B
【详解】A．石墨是非金属，不是金属材料，故A不符合题意；
B．合金和纯金属均为金属材料，镍钛合金为金属材料，故B符合题意；
C．陶瓷基复合材料为无机非金属材料，故C不符合题意；
D．氢气是非金属，不是金属材料，故D不符合题意；
故选B。
2．C
【详解】A．合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，故A错误；
B．金属镁是活泼金属不可能显负价，该合金中金属为单质，所以镁元素呈0价，铝元素呈0价，故B错误；
C．该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为：，1ml完全吸氢17ml，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，生成氢气的物质的量分别为17ml、18ml，则生成氢气一共(17+17+18)ml=52ml，消耗盐酸只有镁、铝生成氢气的物质的量分别为17ml、18ml，Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，需盐酸为17×2+18×2=70ml，则该盐酸的物质的量浓度为，故C正确；
D．制备该合金如果在氮气保护下，Mg单质在一定温度下熔炼时，氮气反应生成氮化镁：3Mg+N2Mg3N2，故D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．石灰乳和反应生成碳酸钙和氢氧化钠，离子方程式为：，A正确；
B．室温下，与溶液反应至溶液，则此时两者的物质的量之比为2∶1，离子方程式为：，B错误；
C．二氧化硫和溴反应生成硫酸和氢溴酸，离子方程式为：，C正确；
D．电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为：，D正确；
故选B。
4．A
【详解】A．金瓯永固杯的主要成分是黄金，A项符合题意；
B．玉云龙纹炉的主要成分是玉，成分为硅酸盐，是非金属材料，B项不符合题意；
C．青玉大禹治水图山子的主要成分是青玉，是非金属材料，C项不符合题意；
D．各种釉彩大瓶的主要成分是陶瓷，是非金属材料，D项不符合题意；
故选A。
5．C
【分析】干海带灼烧灰化，用水浸取海带灰中的I-，过滤，得到含有I-的溶液，加入氯水把I-氧化为I2，加四氯化碳萃取、分液，有几层中加氢氧化钠反萃取，发生反应，水层中加稀硫酸，酸性条件下发生归中反应生成碘单质，过滤得到I2。
【详解】A．过氧化氢能把I-氧化为I2，氧化步骤中氯水可用过氧化氢代替，故A正确；
B．反萃取是把碘单质转化为易溶于水的盐，试剂X可以为，反萃取的离子方程式为：，故B正确；
C．可循环利用以降低生产成本，不能提高干海带提碘的产率，故C错误；
D．操作Ⅰ是把固体碘单质分离出来，操作方法为过滤，要用到普通漏斗、烧杯和玻璃棒，故D正确；
选C。
6．A
【详解】A．合金相比于其成分金属，具有硬度大，熔点低、耐腐蚀等特点，A错误；
B．铝可与强碱反应生成氢气，B正确；
C．是两性氧化物，是两性氢氧化物，C正确；
D．铝制餐具能与酸和强碱反应，不适于用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，D正确；
答案选A。
7．B
【分析】除去粗盐中的和杂质，溶解后，①中加氯化钡除去，②中加NaOH除去Mg2+，③中加碳酸钠除去Ca2+及过量的氯化钡（碳酸钠需在氯化钡之后加入），然后过滤，过滤后，再加盐酸，除去过量的碳酸钠、氢氧化钠，然后蒸发、结晶、烘干，得到精盐，以此解答该题。
【详解】A．碳酸钠需在氯化钡之后加入，A错误；
B．加NaOH除去Mg2+，除去的主要反应：，B正确；
C．流程中的“过滤”和“加入盐酸”不可以颠倒，否则导致沉淀重新溶解，C错误；
D．向滤液中加入盐酸后，在蒸发皿中蒸发结晶可得到NaCl固体，D错误；
故选B。
8．D
【详解】A．工业上电解氧化铝制取金属铝，故A不符合题意；
B．将加入溶液中，Na先和水反应，再和硫酸铜反应，故B不符合题意；
C．将加入溶液中：，故C不符合题意；
D．和发生铝热反应：，同样和发生铝热反应：，类推合理，故D符合题意；
故选D。
9．A
【详解】①石油的分馏是利用混合物沸点的差异进行分离，属于物理变化；
②煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使它分解，属于化学变化；
③煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称，属于化学变化；
④溴水中加入苯，振荡、静置后水层无色，发生萃取作用，属于物理变化；
⑤SO2通入品红溶液，红色褪去，SO2表现出漂白性，发生化学变化；
⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去，活性炭发生吸附作用，属于物理变化；
⑦乙烯催熟果实，是将水果中的淀粉转化为糖类，属于化学变化；
⑧白磷加热到260℃转化为红磷，发生同素异形体的转化，属于化学变化；
⑨电渗析法进行海水淡化，是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐的目的，从而提取淡水，属于化学变化；
由分析可知，①④⑥属于物理变化，故选A。
10．B
【详解】A．二氧化硅不是半导体，所以不能用二氧化硅代替半导体材料砷化镓，故A错误；
B．合金的强度、硬度一般比各组分高，故B正确；
C．指南针的磁性物质是四氧化三铁，不是氧化亚铁，故C错误；
D．直径在之间的纳米级碳粒是纯净物，不是胶体，故D错误；
故选B。
11．C
【分析】单质X与氧化物A反应生成单质Y与氧化物B，且涉及到的4种物质都能与稀硫酸反应，即可推断断X与A反应生成Y与B的反应为铝热反应，即XY分别为铝、铁，ABCDE分别为氧化铁、氧化铝、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁；
【详解】A．与反应铝和氧化铁高温生成铁和氧化铝：，A错误；
B．D中阳离子为铁离子，铁离子和KSCN溶液变红色，但没有生成沉淀，反应为，B错误；
C．单质Y是铁，铁与水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气，为置换反应，C正确；
D．C为硫酸铝不能与酸反应，能与碱反应，D错误；
故选C。
12．D
【分析】溴离子被氧化生成溴单质被热空气吹出，用二氧化硫吸收在用氯气氧化生成溴的浓溶液。
【详解】A．“吸收”过程中发生的主要化学反应为，故A正确；
B．空气能从溶液中吹出，利用了易挥发的物理性质，故B正确；
C．溴离子变成溴单质被空气吹出，利用吸收含空气，实现了溴的富集，故C正确；
D．氧气可以将溴离子氧化，但是反应很慢，“加入氧化剂氧化”中的氧化剂通常用氯气，故D错误；
故选：D。
13．D
【详解】A．钢是一种合金，合金的硬度一般高于各组分的硬度，A项错误；
B．光纤的主要成分是SiO2，B项错误；
C．CO2的电子式为，C项错误；
D．制造普通玻璃的基本原料为纯碱、石灰石、石英砂，D项正确；
答案选D。
14．A
【详解】A．电解熔融氯化镁生成镁和氯气，反应的化学方程式为：，故A正确；
B．实验室制备氨气的反应为氯化铵与氢氧化钙共热反应生成氯化钙和氨气、水，反应的化学方程式为，故B错误；
C．工业上制取漂白粉的反应为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的化学方程式为，故C错误；
D．过量的铁粉在氯气中燃烧生成氯化铁，反应的方程式为，故D错误；
故选A。
15．C
【分析】海水开发利用：空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气置换溴离子使之成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸以达到富集的目的，也就是得到富集溴．然后，再用氯气将其氧化得到产品溴；粗盐中含有Ca2+、Mg2+、硫酸根离子等杂质，精制时应加入试剂进行除杂，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性，再进行重结晶进行提纯；镁离子形成氢氧化镁沉淀，加入盐酸制得氯化镁晶体，在转化为无水氯化镁，电解得到镁单质。
【详解】A．工业上通过电解饱和食盐水制备氢氧化钠、氢气和氯气，电解熔融氯化钠制取钠单质，A错误；
B．溴具有强氧化性，SO2水溶液吸收溴蒸汽，发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4，B错误；
C．由分析可知制溴工业中，通过氧化、还原、再氧化的步骤实现了溴的富集，C正确；
D．在制镁工业中，工业常石灰乳作为Mg2+沉淀剂，氢氧化钠成本较大，D错误；
故选C。
16．(1) 干馏
(2)
(3) 同分异构体 烷基是推电子基团，烷基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，导致羧酸的酸性越弱
(4)
(5)7
(6)
【详解】（1）实现煤的综合利用的主要途径有煤的干馏、煤的气化和煤的液化；和转化成甲醇的化学方程式为。
（2）甲醇和乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸甲酯和水，反应的化学方程式为。
（3）丙酸和乙酸甲酯的分子式相同、结构不同，互为同分异构体；
烷基是推电子基团，烷基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，导致羧酸的酸性越弱，所以常温下，丙酸，乙酸。
（4）石油裂解气中含有大量乙烯和丙烯，乙烯和丙烯官能团为碳碳双键，结构式为，以丙烯为原料合成的聚丙烯高分子化合物的链节为。
（5）丙烯分子中，甲基上至少有2个H不在碳碳双键决定的平面内，处于同一平面的原子最多有7个。
（6）乙烯与在银作催化剂条件下发生原子利用率为100%的化学反应，产物为环氧乙烷，该反应的化学方程式为。
17．(1)A
(2)
(3)
(4) KI
(5) 橙红色或红棕 3 C
【分析】由题意可知，向盛有碘化钾溶液的试管中加入少许四氯化碳后滴加氯水，四氯化碳层变成紫色，说明氯气和碘化钾溶液发生置换反应生成碘单质，继续向试管中滴加氯水，振荡，四氯化碳层会逐渐变浅，最后变成无色，说明碘和氯气发生氧化还原反应生成碘酸。
【详解】（1）过程I需要向酸化后的海水中通入氧化剂将Br-氧化为Br2，故选A。
（2）反应中溴既是氧化剂又是还原剂，所以单线桥为；
（3）由分析可知，四氯化碳层由紫色变成无色，发生的反应为氯气与溶液中的碘反应生成碘酸和盐酸，反应的化学方程式为，故答案为：；
（4）由分析可知，四氯化碳层变成紫色，说明碘化钾是反应的还原剂，四氯化碳层会逐渐变浅，最后变成无色，说明碘是反应的还原剂，故答案为：KI、；
（5）氯气的氧化性大于溴，所以氯气能与溶液中的溴离子发生置换反应生成溴单质，反应的离子反应方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，溴的四氯化碳溶液为橙红色或红棕色。根据表中数据，NaBrO3作氧化剂，还原产物是Br2，NaI作还原剂，被氧化成NaIO3和I2，2.6mlNaBrO3→1.3mlBr2，2.6mlNaBrO3全部参与反应，根据得失电子数目守恒有2.6ml×(5-0)=0.5ml×2×[0-(-1)]+n(NaIO3)×[5-(-1)]，解得n(NaIO3)=2ml，根据碘原子守恒，NaI物质的量为(0.5ml×2+2ml)=3ml；故答案为3；继续向溴水中滴加氯水，四氯化碳层的颜色没有变化，说明氯气的氧化性小于溴酸，氯气能和碘反应生成碘酸，所以氯气的氧化性大于碘酸，则Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是HBrO3＞Cl2＞HIO3，故答案为：橙红或红棕；3；C。
18．(1) 溶液 溶液
(2) 防止氯气和碱反应 挥发 富集溴元素 C 0.8
【分析】浓缩酸化后的海水通入氯气氧化溴离子生成溴单质，通入热空气吹出溴单质，被二氧化硫吸收生成硫酸和溴化氢，通入氯气氧化溴化氢生成溴单质。
【详解】（1）粗盐提纯时常用氢氧化钠溶液除去镁离子，用氯化钡溶液除去SO，用碳酸钠除去钙离子和过量的钡离子，则碳酸钠溶液应在氯化钡之后滴加，则加入的试剂①、②分别是氯化钡溶液﹑碳酸钠溶液。
（2）①卤水呈碱性，在通入Cl2先需先酸化，原因是防止氯气和碱反应；
②向酸化后的卤水中通入Cl2与Br-发生反应生成Br2和Cl-，反应的离子方程式为；
③“吹出”步骤中主要利用了溴的挥发性；
④设立“吸收”步骤的目的是富集溴元素；
⑤吸收步骤中Br2和SO2和水反应生成HBr和硫酸，发生的化学反应方程式为；
⑥蒸馏过程中，温度应该高于Br2的沸点，但不能高于水的沸点，故选C；
⑦根据最终得到38.4gBr2，提取率为60%可知原海水中的溴的质量为：=64g，物质的量为n=，原海水的体积为1m3=1000L，则则原海水中的浓度是：=0.8。
19．(1)
(2)升华、冷凝结晶
(3)
(4)氯气、酸性高锰酸钾会继续氧化I2
(5)从水层中取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na2SO3溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有
【分析】海水制盐所得到的卤水中提取碘，根据资料Ⅰ可知步骤①亚硝酸钠有氧化性，碘离子有还原性，在酸性条件下二者发生以下氧化还原反应生成碘单质和NO：，此过程将碘离子氧化为碘单质，活性炭将碘单质吸附，方案甲中利用碘单质易升华的特性，将其加热升华、冷凝结晶使其分离；方案乙中先用浓碳酸钠溶液吸收碘单质，发生碘的歧化反应生成碘离子和碘酸根离子，根据质量守恒可知，同时生成碳酸氢根离子：，步骤③加入稀硫酸，碘离子和碘酸根离子发生归中反应生成碘单质：，将碘单质萃取、分液后可得粗碘。
【详解】（1）反应①生成一种无色气体，遇空气变为红棕色，则生成气体为NO，则亚硝酸钠将碘离子氧化为碘，其本身被还原为NO，反应为：；
（2）方案甲中利用碘单质易升华的特性将其分离，分离操作X为升华或加热、冷凝结晶；
（3）碳酸钠溶液显碱性，用浓碳酸钠溶液吸收碘单质，发生碘的歧化反应生成碘离子和碘酸根离子，根据质量守恒可知，同时生成碳酸氢根离子：；
（4）氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，会继续氧化碘单质，根据资料Ⅰ亚硝酸钠仅能把碘离子氧化为碘单质，故该工艺中选择价格较高的NaNO2做氧化剂；
（5）具有氧化性，能和还原剂亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成碘单质，故实验设计为：滤液用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在，然后从水层中取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na2SO3溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有。