2021届高考化学一轮复习过关训练：富集在海水中的元素——溴和碘【解析版】

富集在海水中的元素——溴和碘1．海水中溴含量约为 65 mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如下：(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是_______。 (2)步骤 Ⅱ 通入热空气吹出Br2，利用了溴的________________________________(填字母)。A．氧化性  B．还原性  C．挥发性  D．腐蚀性(3)步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：Br2＋CO===BrO＋Br－＋CO2↑(4)上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：____________________________________________。(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是__________(填字母)。A．乙醇   B．四氯化碳C．烧碱溶液   D．苯答案　(1) 富集(或浓缩)溴元素　(2) C　(3) 3　3　1　5　3　(4)SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4   (5)BD解析　(1)步骤Ⅰ中获得游离态的溴的含量较低，步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴，其目的是富集溴。(2)溴易挥发，步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2，就是利用了溴的挥发性，故选C。(3)流程Ⅱ中根据元素守恒知，生成物还有CO2，该反应中Br元素化合价由0价变为－1价、＋5价，其最小公倍数是5，再结合原子守恒或电荷守恒得方程式为3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑。(4)溴具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，二者在水溶液中混合易发生氧化还原生成氢溴酸和硫酸，反应方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。(5)萃取剂的选取标准：萃取剂和溶质不反应、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶。乙醇易溶于水，所以不能作萃取剂，故A错误；四氯化碳符合萃取剂选取标准，所以能作萃取剂，故B正确；烧碱溶液和溴能发生反应，所以不能作萃取剂，故C错误；苯符合萃取剂选取标准，所以能作萃取剂，故D正确。2.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。 实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是__________________。 (2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 _______________。 (3)B中溶液发生反应的离子方程式是 _______________。 (4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_______________。 (5)过程Ⅲ实验的目的是_______________。 【解析】A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2+2KI2KCl+I2、Cl2+2NaBr2NaCl+Br2、Cl2+2NaBr2NaCl+Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2+2KI2KBr+I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。答案：(1)  (2)湿润的淀粉KI试纸变蓝(3)Cl2+2Br-Br2+2Cl-(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰3.在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面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】(1)富碘卤水中含有I-，加入硝酸银发生反应：Ag++I-AgI↓，过滤水洗后为AgI，加入Fe搅拌，可得Ag和FeI2。(2)FeI2具有还原性，与充足的氯气发生氧化还原反应生成I2和FeCl3，反应的化学方程式为2FeI2+3Cl22I2+2FeCl3。(3)由流程图可看出，副产物为Ag，由于加入的Fe过量，所以在甲中先加入稀硫酸除去Fe，再加入稀硝酸与Ag反应制得AgNO3溶液，所以Ag(或AgNO3)可循环利用。(4)碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，CCl4和水不相溶，且CCl4和I2不反应，分离I2和FeCl3的方法是加入CCl4有机溶剂进行萃取、分液。答案：(1)使碘化银转化成碘化亚铁(FeI2)和单质银(或将难电离的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)(2)2Fe2++4I-+3Cl22I2+2Fe3++6Cl-(3)Ag(或AgNO3)(4)萃取分液　CCl44．某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。提出问题：Fe3＋、Br2谁的氧化性更强？(1)猜想：①甲同学认为氧化性：Fe3＋>Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含______________(填化学式，下同)所致。②乙同学认为氧化性：Br2>Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________________所致。(2)设计实验并验证：丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。供选用的试剂：a.酚酞溶液　b．四氯化碳c．无水酒精　d．硫氰化钾溶液请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母) 选用试剂实验现象方案1  方案2  (3)应用与拓展：①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2，则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为________________________。答案　(1)①Br2　②Fe3＋(2) 选用试剂实验现象方案1bCCl4层呈无色方案2d溶液变红 (3)①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－②1.2 mol·L－1解析　(2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3＋即可证明乙同学的观点，利用溴溶于四氯化碳，使四氯化碳层显红棕色，Fe3＋遇SCN－显红色来设计实验。(3)①通过上述分析可知，溴单质可以氧化Fe2＋生成Fe3＋和Br－，离子方程式为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。②FeBr2中通入Cl2，Cl2先和Fe2＋反应，后和Br－反应，假设FeBr2的浓度为x mol·L－1，根据得失电子守恒可知x×0.1＋2x×0.1×＝×2，则x＝1.2。  5．下列关于卤素的叙述正确的是(　　)①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾　②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性　④某溶液与淀粉-KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水　⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成　⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂A．①③⑤   B．②③⑥C．②⑤⑥   D．①③④答案　C解析　易被氧化的物质应具有较强的还原性，各卤素离子中，I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；能与淀粉-KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等，④错误。6.下列关于卤素的叙述正确的是 (　　)①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂A.①③④　　　　　　 B.②③⑤C.②④⑤     D.①③【解析】选C。①还原性F-<Cl-<Br-<I-，KF最难被氧化；③AgBr、AgI见光均易分解，均具有感光性。7．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述不正确的是(　　)A．原溶液中的Br－不一定被氧化B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋一定被氧化C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生淡黄色沉淀答案　D解析　还原性：I－ >Fe2＋>Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为红色，说明Fe2＋部分或全部被氧化，Br－可能被氧化，A、B正确；通入氯气之后原溶液中的Fe2＋部分或全部被氧化，所以不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋，C正确；如Br－被氧化生成Br2，则萃取后加入硝酸银，没有淡黄色沉淀生成，D错误。8.(双选)从淡化海水中提取溴的流程如下：下列有关说法不正确的是 (　　)A.X试剂可为Na2SO3饱和溶液B.步骤Ⅲ的离子反应：2Br-+Cl22Cl-+Br2C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤【解析】选C、D。Na2SO3+Br2+H2ONa2SO4+2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗 2 mol 氯气，但未说明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D错误。9．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是(　　)A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收答案　C解析　A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。10．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O答案　B解析　在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。11．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”答案　A解析　灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；酸性条件下，H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。12．已知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，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图所示。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3 molC．当通入1 mol Cl2时，溶液中发生的离子反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3答案　C解析　根据离子方程式可知还原性：I－>Fe2＋>Br－，且还原性强的优先与Cl2反应，结合曲线纵横坐标含义，进行定量分析。 13．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用所给的工艺流程生产单质碘：(1)碘位于元素周期表中的第________周期________族。(2)步骤③加Fe的目的是________________________。(3)写出步骤④的化学方程式：____________________。(4)上述生产流程中，可以利用的副产物是_________________________________________，考虑原料循环利用，若将该副产物制成生产所需的试剂，先后还需加入________________来进行处理。(5)甲物质见光易变黑，其原因是(化学方程式表示)：________________________________________________________________________。(6)第⑤步操作可供提纯I2的两种方法是________和________。答案　(1)五　ⅦA(2)使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银(3)2FeI2＋3Cl2===2I2＋2FeCl3(4)Ag　稀硫酸、稀硝酸(5)2AgI2Ag＋I2(6)升华　萃取解析　分析物质的转化图，逐一分析讨论可知甲为AgI，乙是由铁和碘化银反应生成的，由于铁在该反应中只能被氧化为＋2价，故乙是FeI2，而过量Cl2将FeI2氧化为I2和FeCl3：3Cl2＋2FeI2===2I2＋2FeCl3。AgI不稳定，见光易分解生成单质碘和银，银不是晶体而为粉末状，显黑色；由于I2单质易升华，易溶于有机溶剂，提纯I2可用升华或萃取的方法；上述生产流程中，可利用步骤③生成的Ag来制取AgNO3，以循环利用，但步骤③得到的Ag中含有过量的铁，可先加稀H2SO4将铁除去，再溶于稀HNO3制得AgNO3。