第四节 海水中的元素

第四节海水中的元素1．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是()A．碘水、淀粉溶液B．氯水、CCl4溶液C．溴水、苯D．硝酸、AgNO3溶液解析：可溶性卤化物可用下列两种方法鉴别：(1)在3种试样中各取少许，分别加入氯水，再加入CCl4后振荡、静置。液体分层，下层为紫红色的原试样为碘化物；因为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，生成的I2被CCl4萃取呈紫红色；同理，下层为橙红色的原试样为溴化物；另一种会在下层出现黄绿色则为氯化物，因为Cl2溶解在CCl4层中。(2)在3种试样中各取少许，分别滴加AgNO3溶液和稀HNO3，产生的白色沉淀是AgCl，原试样为氯化物；产生的浅黄色沉淀是AgBr，原试样为溴化物；产生的黄色沉淀为AgI，原试样为碘化物。答案：BD2．在科技活动晚会上，某同学向甲、乙两张白纸上分别喷洒两种不同的试剂，甲变成一幅蓝色图画，乙变成一幅红色图画，下列叙述不正确的是()A．甲中的图画事先由淀粉溶液作成，后来喷洒的是碘水B．乙中的图画事先由NaClO溶液作成，后来喷洒的是酚酞溶液C．乙中的图画事先由酚酞作成，后来喷洒的是NaOH溶液D．甲、乙两张纸上均发生了化学反应解析：ClO－有强氧化性，具有漂白性，可使红色消失。答案：B3.某强酸性溶液中可能存在NO－3、I－、Cl－、Fe3＋中的一种或几种。向该溶液中加入溴水后，溴被还原，由此推断该溶液中()A．不含NO－3，也不含Fe3＋B．含有NO－3、I－、Cl－C．含I－，但不能确定是否含Cl－D．含有Fe3＋解析：NO－3、I－、Cl－、Fe3＋四种离子中只有I－能被Br2氧化，所以溶液中必存在I－；由于在强酸性溶液中NO－3和Fe3＋都能把I－氧化，即NO－3、Fe3＋都不能跟I－共存；Cl－不参与反应，所以无法确定它的存在与否。答案：AC4．向100mLFeCl2溶液中滴入含Br20.05mol的溴水，测得加入的溴已完全反应，形成的溶液不含Fe2＋，则原FeCl2溶液的物质的量浓度为()A．0.5mol·L－1B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1D．2mol·L－1解析：由关系式2Fe2＋～Br2知c(FeCl2)×100×10－3mol∶0.05mol＝2∶1，即c(FeCl2)＝1mol·L－1。答案：B5．通过置换反应不可能生成()A．Fe3O4B．F2C．Al2O3D．C解析：F2是氧化性最强的单质，没有哪种单质能从其氟化物中置换出来，对A，反应为3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2；对C，反应为2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe；对D，反应为2Mg＋CO2=====△2MgO＋C。答案：B6．已知NaCN溶液呈碱性；(CN)2与卤素单质的性质相似；CN－的还原性介于Br－、I－之间。下列反应不能发生的是()A．HCN－H＋＋CN－B．(CN)2＋CH2CH2―→NC—CH2—CH2—CNC．(CN)2＋2Br－===2CN－＋Br2D．(CN)2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O解析：由信息知：(CN)2与卤素单质的性质相似，由卤素单质的性质类比可知B、D正确；NaCN溶液呈碱性，可知HCN是弱酸，故A正确。答案：C7．2009年夏天，因连日下雨，雨水漏进台北市区一间存放消毒用漂白粉的屋子，屋内物质之间发生化学反应，冒出浓烟。据了解，由于风向比较复杂，整个营地的两千多人被紧急疏散。在排险过程中，有61名官兵因氯气中毒，被紧急送往医院救治。下列说法正确的是()A．人群应该向着低洼处紧急疏散B．可能是漂白粉内的物质在一定条件下发生氧化还原反应而散发出氯气C．紧急疏散人群的同时，应向散发氯气的地方喷洒氢氧化钠浓溶液D．漂白粉若长时间放置在露天仓库中变质，其中只发生了一个化学反应解析：漂白粉的主要成分为CaCl2、Ca(ClO)2，在酸性环境中，Cl－、ClO－发生氧化还原反应而产生氯气：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。答案：B8．某化学兴趣小组在阅读科技文献时遇到了一种化合物“碘酸碘”，通过查阅资料知该化合物中碘呈＋3和＋5两种价态，下面是该小组同学写出的化学式，你认为合理的是()A．I2O4B．I4O9C．I3O7D．I5O10解析：先找到我们熟悉的化合物碘酸钾(碘盐中的成分)知碘元素显＋5价，则另一部分呈＋3价，则写出该化合物的化学式为I(IO3)3，所以分子式为I4O9。答案：B9．用化学方法测定微量碘化物时，必须利用“化学放大”反应将碘的量“放大”，然后再进行测定。下面是“化学放大”反应的实验步骤：①向含微量I－并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，将I－完全氧化成IO－3，煮沸去掉过量的Br2；②向由①制得的水溶液中加入过量的酸性KI溶液，振荡使反应进行完全；③在②得到的水溶液中加入足量的CCl4，振荡，把生成的I2从水溶液里全部转移到CCl4中，用分液漏斗分液去掉水层；④向③得到的CCl4层加入肼(即联氨H2N—NH2)的水溶液，振荡，使I2完全以I－形式从CCl4层进入水层，用分液漏斗分液去掉CCl4层。经过以上四步得到的水溶液里，含有通过反应而“放大”了的碘，请回答下列问题：(1)写出步骤②的离子方程式：_______________________________________________。(2)将右图所示的分液漏斗中的下层液体放出的操作步骤为：①________________________________________________________________________。②旋开活塞，使下层液体流出到一个小烧杯里，当下层液体全部流出活塞的细孔时，________________________________________________________________________。③从漏斗上口倒出上层液体。④旋开活塞，将留在颈部的下层液体放出到盛接下层液体的烧杯里。(3)若忽略实验过程中出现的损失，经过一次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里I－的量的________倍。经过n次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里的量的________倍。解析：考查氧化还原和萃取分液的实验操作。5I－＋IO－3＋6H＋===3I2＋3H2O，经过该反应得到的I2又和H2N—NH2发生氧化还原反应生成I－，这样得到的I－是原来的6倍，所以经过n次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里的量的6n倍。答案：(1)5I－＋IO－3＋6H＋===3I2＋3H2O(2)①取下漏斗口上的塞子[或使塞子上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔]②迅速关闭活塞(3)66n10.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：试回答：(1)乙、丁中溶质的分子式：乙________，丁__________。(2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是__________(填字母编号)。A．除去未反应的NO－3B．除去未反应的I－C．除去未反应的FeD．除去碱性物质(3)第⑦步操作可供提纯I2的两种方法是____________和__________(不要求写具体步骤)。(4)实验室检验I2的方法是________________________________________________。(5)甲物质见光易变黑，反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。解析：据框图可知甲为AgI，见光易分解：2AgI=====光照2Ag＋I2；AgI与铁屑、水搅拌，会缓慢反应置换出Ag，同时生成乙(FeI2)，过滤所得Ag中会混有未反应的Fe，可用稀H2SO4浸洗除去；FeI2溶液中通稍过量的Cl2时，发生反应：2FeI2＋3Cl2===2FeCl3＋2I2，提纯I2可利用其易升华的特性，采用加热的方法，也可利用其易溶于有机溶剂，采用萃取的方法。答案：(1)FeI2FeCl3(2)C(3)加热升华萃取(4)将I2加到淀粉溶液中，溶液呈蓝色(5)2AgI=====光照2Ag＋I211.为了研究氯水能否和碳酸钙发生化学反应，某学生设计如下实验：实验一：向盛有饱和氯水的锥形瓶中加入大理石，并充分振荡，观察到氯水的黄绿色退去并同时产生少量气体。实验二：取上述实验一后锥形瓶中清液，进行如下实验：(1)该清液滴在有色布条上有极强的漂白作用。(2)该清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀。(3)该清液中滴加盐酸可产生大量气体。(4)该清液加热后变浑浊并产生大量气体。实验三：该学生设想用下列装置收集实验二中产生的气体作进一步检验。回答下列问题：(1)在实验二中，清液滴在有色布条上有极强的漂白作用说明该清液中含有________(写化学式)；清液中滴加碳酸钠溶液产生白色沉淀说明该清液中含有________离子；清液中滴加盐酸产生的气体是________；清液加热后产生浑浊的原因是因为生成了________(用化学式表示)。(2)实验三中，洗气装置内的洗涤液一般用________溶液。(3)在反应物的量相同情况下，该学生尝试用集气装置A和集气装置B分别和洗气装置相连来收集气体。选用集气装置________(选填“A”或“B”)可收集到更多的气体。经试验，该学生最终选用集气装置B进行下一步实验。其选择装置B的原因是________________________________________________________________________。(4)该学生通过上述实验，写出了氯水和碳酸钙反应的化学方程式，为________________。解析：氯气溶解于水，发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，生成的HCl与CaCO3发生反应：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，因实验一只产生少量气体，故发生反应CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。答案：(1)HClOCa2＋CO2CaCO3(2)饱和NaHCO3(3)A选用B装置操作较为方便。若选用A装置将导管移出试管时，会造成大量气体逃逸且操作也不方便(4)2CaCO3＋2Cl2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO＋CaCl212．工业上制备单质碘的方法之一是从碘酸盐开始的。第一步先用适量的亚硫酸氢盐将碘酸盐还原成碘化物，离子方程式为：IO－3＋3HSO－3===I－＋3SO2－4＋3H＋。第二步将第一步得到的酸性碘化物溶液再跟适量的碘酸盐溶液混合，发生反应析出碘。试问：(1)若要使碘酸盐的利用率最高，碘酸盐在第一步和第二步反应中的用量之比为________________________________________________________________________。(2)根据GB5461——《国家食用盐标准》，碘元素含量为20～50mg/kg为合格。为检测某品牌加碘盐是否合格，进行了如下实验：称取250g某品牌加碘盐样品，在酸性条件下用足量KI溶液将其中IO－3全部转化成I2，生成的I2再用0.010mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定(反应方程式为I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6)，滴定到终点时用去12.0mL硫代硫酸钠溶液，试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品(写出具体的计算过程)。解析：(1)由题意可知第二步的反应物为I－、H＋、IO－3，生成物有I2、H2O，离子方程式为IO－3＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。要使碘酸盐利用率最高，需将碘元素全部转化为I2，由题给信息及(1)中反应知，碘酸盐在第一步和第二步反应中用量之比为5∶1。(2)由反应转化关系可建立关系式：IO－3～3I2～6S2O2－3，则：n(I)＝n(IO－3)＝1/6×0.010mol/L×12.0mL×10－3L/mL＝2×10－5mol，m(I)＝2×10－5×127×