高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點微專題20海水資源的綜合利用（提取溴和碘）（解析版）

微專題20海水資源的綜合利用（提取溴和碘）1．海水提取溴(1)流程(2)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：①2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl；②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。2．海帶中提取碘(1)流程(2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－。【專題精練】1．從淡化海水中提取溴的流程如下：eq\x(\a\al(淡化,海水))eq\o(→,\s\up15(通入Cl2),\s\do15(Ⅰ))eq\x(\a\al(低濃,度Br2))eq\o(→,\s\up15(通入空氣吹出Br2),\s\do15(用X吸收Ⅱ))eq\x(\a\al(含Br－等,的溶液))eq\o(→,\s\up15(通入Cl2),\s\do15(Ⅲ))eq\x(\a\al(Br2的,濃溶液))eq\o(→…→,\s\up15(Ⅳ))eq\x(液溴)下列有關(guān)說法不正確的是()A．X試劑可用Na2SO3飽和溶液B．步驟Ⅲ的離子反應(yīng)：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾【答案】C2．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美稱。海水中的碘富集在海藻中，我國海帶產(chǎn)量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途徑如下所示：干海帶eq\o(→,\s\up15(焙燒))海帶灰eq\o(→,\s\up15(水))水溶液eq\o(→,\s\up15(氧化))eq\o(→,\s\up15(a))eq\o(→,\s\up15(b))→碘單質(zhì)下列有關(guān)敘述正確的是()A．碘元素在海水中也有游離態(tài)存在B．在提取的過程中用的氧化劑可以是H2O2C．操作a是結(jié)晶或重結(jié)晶D．b是提純操作，常用蒸餾或分餾【答案】B【解析】碘在海水中只以化合態(tài)(I－)存在，沒有游離態(tài)。操作a是萃取，操作b是分液，然后才是蒸餾等操作來得到單質(zhì)碘，A、C、D項錯誤。3．海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收【答案】C【解析】A項，苦鹵中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可將Br－氧化成Br2，便于從苦鹵中提取Br2。B項，粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等)，將粗鹽溶于水，并除去其中的雜質(zhì)，再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體。C項，工業(yè)上沉淀Mg2＋常選用廉價的Ca(OH)2，而不選用NaOH。D項，Br2具有較強的揮發(fā)性，富集溴時，常先用空氣和水蒸氣吹出Br2，再用SO2將其還原吸收(SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr)，得到濃度較大的含Br－溶液。4．溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱堿性。工業(yè)上制備Br2的操作步驟為①一定條件下，將Cl2通入濃縮的海水中，生成Br2②利用熱空氣將Br2吹出，并用濃Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等③用硫酸酸化步驟②得到的混合物完成下列填空：(1)Cl2氧化Br－應(yīng)在________條件下進行，目的是避免_______________。(2)Br2可用熱空氣吹出，其原因是_______________。(3)寫出步驟③所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________。用硫酸而不用鹽酸酸化的原因可能是_____________________。步驟②的產(chǎn)品有時運輸?shù)侥康牡睾笤偎峄?，主要是因為__________________________?！敬鸢浮?1)酸性氯氣與堿發(fā)生歧化反應(yīng)(或Br2歧化)(2)Br2易揮發(fā)(或Br2沸點低)(3)5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4=3Br2＋3Na2SO4＋3H2O防止在酸性條件下，溴酸鈉將Cl－氧化為氯氣，影響生成溴的純度溴具有強氧化性(或強腐蝕性)4．從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下。下列關(guān)于海水制碘的說法，不正確的是()A．實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌B．在含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng)C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍色D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為萃取【答案】A【解析】選A。灼燒干海帶應(yīng)在坩堝中進行。5．根據(jù)下圖海水綜合利用的工藝流程圖，判斷下列說法正確的是()已知：MgCl2·6H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等。A．過程①的提純是物理過程，過程②通過氧化還原反應(yīng)可產(chǎn)生兩種單質(zhì)B．在過程③中將MgCl2·6H2O灼燒即可制得無水MgCl2C．過程⑤反應(yīng)后溶液呈強酸性，生產(chǎn)中需解決其對設(shè)備的腐蝕問題D．在過程④⑥反應(yīng)中每氧化0.2molBr－需要消耗2.24LCl2【答案】C?！窘馕觥窟^程①中除去Mg2＋、COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)需要用化學(xué)方法，A錯誤；根據(jù)已知信息可知B錯誤；過程⑤發(fā)生的反應(yīng)為SO2＋2H2O＋Br2=H2SO4＋2HBr，溶液呈強酸性，C正確；每氧化0.2molBr－需消耗0.1molCl2，但不一定是2.24L，D錯誤?！練w納總結(jié)】由于海水中鈉、鎂、溴、碘都以化合態(tài)形式存在且含量較低，所以需要先富集再提取，提取過程要通過氧化還原反應(yīng)將元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)。因此題目中常涉及：(1)物質(zhì)的分離、提純操作，如結(jié)晶、過濾、萃取和分液等；(2)氧化還原反應(yīng)、電解原理等理論的應(yīng)用。6．海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽和溴的過程如下：(1)請列舉海水淡化的兩種方法：___________、___________。(2)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-，其目的是___________。(3)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___________。(4)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料知：Br2的沸點為59℃，微溶于水，有毒并有強腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后，畫了如下裝置簡圖：請你參與分析討論：①圖中儀器B的名稱是___________；②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是___________；③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中控制溫度計b為___________℃④C中溶液顏色為___________，為除去該產(chǎn)物中殘留的Cl2可向其中加入NaBr溶液，反應(yīng)離子方程式為___________?！敬鸢浮?1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種(2)富集溴元素(3)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOSKIPIF1<0＋2Br-(4)①冷凝管②Br2腐蝕橡膠③59④紅棕色2Br-+Cl2=Br2＋2Cl-【分析】利用海水淡化常見的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法，氯堿工業(yè)得到的氯氣與溴離子反應(yīng)生成低濃度的Br2溶液，此時蒸餾會消耗大量能源，成本較高，因此用熱空氣吹出，用二氧化硫水溶液吸收得到硫酸和氫溴酸，再用氯氣反應(yīng)，得到較大濃度的Br2溶液，再蒸餾得到Br2，蒸餾時要注意Br2的沸點為59℃，微溶于水，有毒并有強腐蝕性，因此控制好溫度，整個過程中不能使用橡皮管。【解析】(1)從海水中取淡水，有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法，除去海水中的鹽分，有電滲拆法、離子交換法和壓滲法，故答案為蒸餾法、電滲析法、離子交換法等中的任意兩種；(2)雖然步驟Ⅰ中已獲得Br2，但此時溴的濃度較低，提取時消耗過多的原料和能源，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-，轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，故答案為富集溴元素；(3)二氧化硫具有還原性，可以還原溴生成溴離子，自身被氧化成硫酸，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得化學(xué)方程式為：離子方程式為Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOSKIPIF1<0＋2Br-，故答案為Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOSKIPIF1<0＋2Br-；(4)①由裝置圖可知，提純溴利用的原理是蒸餾，儀器B為冷凝管，故答案為冷凝管；②溴單質(zhì)是一種強氧化劑，易腐蝕橡膠制品，所以整套裝置不能用橡膠塞和橡膠管，故答案為Br2腐蝕橡膠；③要達到提純溴的目的，操作中應(yīng)控制的關(guān)鍵條件是把溫度控制在溴的沸點59°C，并收集該溫度下的餾分，故答案為：59；④C中收集到的是液溴，其顏色為深紅棕色。為除去液溴中殘留的少量Cl2，向其中加入NaBr溶液，Cl2和NaBr反應(yīng)生成NaCl和Br2，離子方程式為：2Br-+Cl2=Br2＋2Cl-。7．在已經(jīng)提取氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的富碘鹵水中，采用以下所給的工藝流程生產(chǎn)單質(zhì)碘：(1)碘位于元素周期表中的第______周期______族。(2)步驟③加Fe的目的是______。(3)寫出步驟④的化學(xué)方程式：______。(4)上述生產(chǎn)流程中，可以利用的副產(chǎn)物是______，考慮原料循環(huán)利用，若將該副產(chǎn)物制成生產(chǎn)所需的試劑，先后還需加入______來進行處理。(5)甲物質(zhì)見光易變黑，其原因是(化學(xué)方程式表示)：______。(6)可采用如圖所示的簡易裝置進行第⑤步操作，在扎有小孔的濾紙上有固體凝結(jié)，該分離提純方法的名稱是______?！敬鸢浮?1)五ⅦA(2)使碘化銀轉(zhuǎn)化為碘化亞鐵(FeI2)和單質(zhì)銀(3)2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3(4)Ag稀硫酸、稀硝酸(5)2AgISKIPIF1<02Ag＋I2(6)升華【分析】該實驗的目的，是從富碘鹵水中提取I2。具體操作為：先將鹵水中的碘元素轉(zhuǎn)化為AgI，再用Fe還原制得混有Fe的Ag及含有FeI2的乙溶液，再用過量Cl2將其氧化為I2和FeCl3，最后將粗碘提純。【解析】(1)在元素周期表中，碘與氟同主族且位于溴的下方，所以位于第五周期ⅦA族。答案為：五；ⅦA；(2)步驟③加Fe，是為了與AgI反應(yīng)，將碘元素轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，所以目的是使碘化銀轉(zhuǎn)化為碘化亞鐵(FeI2)和單質(zhì)銀。答案為：使碘化銀轉(zhuǎn)化為碘化亞鐵(FeI2)和單質(zhì)銀；(3)步驟④中，Cl2與FeI2反應(yīng)，生成I2和FeCl3，化學(xué)方程式：2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3。答案為：2FeI2＋3Cl2=2I2＋2FeCl3；(4)上述生產(chǎn)流程中，可以利用的副產(chǎn)物是Ag，考慮原料循環(huán)利用，若將該副產(chǎn)物制成生產(chǎn)所需的試劑(即硝酸銀)，應(yīng)先除去混有的鐵粉，再用稀硝酸溶解，所以先后還需加入稀硫酸、稀硝酸來進行處理。答案為：Ag；稀硫酸、稀硝酸；(5)甲物質(zhì)為AgI，見光易分解生成銀而變黑，其原因是：2AgISKIPIF1<02Ag＋I2。答案為：2AgISKIPIF1<02Ag＋I2；(6)第⑤步操作是將粗碘提純，在扎有小孔的濾紙上有固體凝結(jié)，該分離提純方法是先將碘由固體變?yōu)檎羝缓笤賹⒄羝優(yōu)楣腆w，所以名稱是升華。答案為：升華。8．海洋植物如海帶中含有豐富的碘元素，碘元素以I－的形式存在。實驗室從海帶中提取碘的流程如圖所示：(1)指出提碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱：①________，③________，④________。(2)操作③、④可以分解為如下幾步：A．旋開活塞，用燒杯盛接溶液B．從分液漏斗上口倒出上層溶液C．打開分液漏斗上口玻璃塞或使塞上的凹槽對準漏斗上口的小孔D．靜置，分層E．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈上F．把50mL碘水和15mL苯加入分液漏斗中，蓋好玻璃塞G．檢查分液漏斗是否漏液H．倒轉(zhuǎn)分液漏斗，振蕩(ⅰ)正確的操作順序是：G→________→________E→D→________→________→B。(ⅱ)能選用苯作萃取劑的原因是_____________________________________。(ⅲ)上述(C)這樣操作的目的是________________________________________。(3)流程圖中，將操作④后的________層液體(填“上”或“下”)用上圖儀器進行操作⑤，寫出儀器的名稱：X_______、Y___________。請指出上圖裝置中存在的一處錯誤：_____________?！敬鸢浮?1)過濾萃取分液(2)(ⅰ)FHCA(ⅱ)苯與原溶液互不相溶且不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；碘在苯中的溶解度遠大于在水中的溶解度(ⅲ)保持分液漏斗內(nèi)外壓強平衡，使液體易于流下(3)上蒸餾燒瓶冷凝管溫度計水銀球伸入液面以下【分析】海藻在坩堝中灼燒，加水浸泡，經(jīng)過濾得到殘渣和濾液，濾液中含有碘離子，通入過量氯氣，可生成碘的水溶液，然后加入苯萃取，經(jīng)分液后得到碘的苯溶液，最后蒸餾可得到碘，以此解答該題。【解析】海藻在坩堝中灼燒，加水浸泡，經(jīng)過濾得到殘渣和濾液，濾液中含有碘離子，通入過量氯氣，可生成碘的水溶液，然后加入苯萃取，經(jīng)分液后得到碘的苯溶液，最后蒸餾可得到碘，

（1）由以上分析可知①為過濾，③為萃取，④為分液，故答案為過濾；萃??；分液；

（2）（i）③、④順序為：檢查分液漏斗是否漏液→把50mL碘水和15mL苯加入分液漏斗中，蓋好玻璃塞→倒轉(zhuǎn)分液漏斗，振蕩→把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈上→靜置，分層→打開分液漏斗上口玻璃塞或使塞上的凹槽對準漏斗上口的小孔→旋開活塞，用燒杯盛接溶液→從分液漏斗上口倒出上層溶液，

故答案為F；H；C；A；

（ii）苯不溶于水，且碘在苯中溶解度大于水，所應(yīng)可用苯作萃取劑，故答案為苯與原溶液互不相溶且不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，碘在苯中的溶解度遠大于在水中的溶解度；

（iii）不打開活塞，液體在大氣壓作用下無法流出，目的是保持分液漏斗內(nèi)外壓力平衡，使液體易于流下，故答案為保持分液漏斗內(nèi)外壓力平衡，使液體易于流下；

（3）苯的密度比水小，則苯在上層，苯中溶解碘，分離二者，可用蒸餾的方法，蒸餾裝置中的儀器名稱：X為蒸餾燒瓶、Y為