高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学精练

专题强化练4　无机物的分离、提纯及制备工艺流程题

1.(2020江西上饶高一开学考试,)海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。

下列判断正确的是(　　)

A.步骤①③的操作分别是过滤、萃取

B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C.步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇

D.步骤④的操作是过滤

2.(2020河北邢台高一开学考试,)实验室从海带中提取碘的部分流程如图:

海带 海带灰 海带灰悬浊液 含I-的水溶液 含I2的水溶液 含I2的有机溶液

下列说法正确的是(　　)

A.完成步骤①需要装置Ⅲ

B.完成步骤③需要装置Ⅱ

C.步骤⑤需要的有机溶剂可以是四氯化碳或甘油

D.步骤④可用过量的Cl2代替H2O2

3.(2020江苏海安高级中学高一月考,)海洋中有丰富的资源,下图为海水资源利用的部分过程。

下列有关说法正确的是(深度解析)

A.工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁

B.含氮、磷的大量废水排入海洋,易引发赤潮

C.反应④的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 2HBr+2H++S

D.在第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入药品的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

4.(2020山西太原高一月考,)海洋是巨大的资源宝库,从其中提取食盐和溴的过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.淡化海水的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法

B.以NaCl为原料可以生产烧碱、纯碱、金属钠、氯气、盐酸等化工产品

C.SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-

D.步骤Ⅱ中鼓入热空气吹出溴,是因为溴蒸气的密度比空气的密度小

5.(2019天津第一中学高一下期末,)浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,工业上常用浓缩海水提取溴。

浓缩海水 粗产品溴 溴蒸气 物质X 产品溴

下列说法不正确的是(　　)

A.海水的淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

B.步骤②中体现了溴易挥发的性质

C.①~④目的是富集溴元素

D.步骤③反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 2HBr+2H++S

6.(2019北京师大附中高一下期末,)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)是一种重要的化工原料。以菱镁矿(主要成分是MgCO3,含少量FeCO3和不溶性杂质)为原料制取硫酸镁晶体的过程如下:

(1)MgCO3溶于稀硫酸的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)“氧化”步骤中,加入H2O2溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 

(3)部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

“沉淀”步骤中,用氨水调节溶液pH的范围是　　　　　　　。 

(4)“过滤”所得滤液中主要存在的阳离子是　　　　　。 

答案全解全析

1.A　步骤①得到含碘离子的溶液和残渣,即分离难溶性固体和液体,步骤①的操作为过滤,含碘水溶液经步骤③变为含碘有机溶液,则步骤③的操作为在含碘水溶液中加入有机溶剂萃取碘,A正确;步骤②的反应为Cl2+2I- 2Cl-+I2,因此不能用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全,B错误;由于裂化汽油中含有不饱和烃,能与碘水发生加成反应,故有机溶剂不能用裂化汽油,而乙醇和水互溶,故也不能用乙醇作萃取剂,C错误;碘易溶于有机溶剂,从含碘的有机溶液中获得晶体碘应该用蒸馏的方法,D错误。

2.B　步骤①需要在坩埚中进行,不需要蒸发皿,A错误;步骤③为过滤,需要装置Ⅱ,B正确;步骤⑤是萃取,甘油易溶于水,不能用作萃取剂,C错误;过量的Cl2可将碘单质氧化为碘酸根离子,D错误。

3.B　工业上通过电解熔融的MgCl2制取金属镁,A错误;含氮、磷的大量废水排入海洋,可导致水体富营养化,易引发赤潮,B正确;HBr为强酸,在离子方程式中应拆成离子形式:Br2+SO2+2H2O 2Br-+4H++,C错误;在第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入药品的顺序可以为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,Na2CO3溶液应在BaCl2溶液后加,以除去过量的BaCl2,D错误。

关键提醒　粗盐提纯时Na2CO3溶液应在BaCl2溶液后加,以除去过量的BaCl2。

4.D　目前淡化海水的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,A正确;电解饱和食盐水生产烧碱、氯气、氢气,以氯气和氢气为原料可以生产盐酸,电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气,向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠,分解得到纯碱,B正确;二氧化硫水溶液和溴单质反应生成的硫酸和溴化氢都是强酸,完全电离,反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-,C正确;步骤Ⅱ中鼓入热空气吹出溴,是因为溴易挥发,D错误。

5.D　步骤③反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 2Br-+4H++S,D错误。

6.答案　(1)MgCO3+2H+ Mg2++CO2↑+H2O

(2)H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O

(3)3.2~9.1　(4)Mg2+、N

解析　由化学工艺流程可知,菱镁矿加稀硫酸浸取,MgCO3、FeCO3溶于稀硫酸生成Mg2+和Fe2+,加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+,然后加氨水调节溶液pH,将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MgSO4·7H2O。

(1)根据强酸制弱酸原理,MgCO3溶于稀硫酸生成硫酸镁、水和二氧化碳,离子方程式是MgCO3+2H+ Mg2++CO2↑+H2O。

(2)加入H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++ 2H+ 2Fe3++2H2O。

(3)用氨水调节溶液pH,使Fe3+沉淀除去,不能影响Mg2+,由题给数据可知,pH=3.2时Fe3+沉淀完全,pH=9.1时Mg2+开始沉淀,则用氨水调节溶液pH的范围是3.2~9.1。

(4)因“沉淀”步骤中使用氨水,使Fe3+沉淀除去,而Mg2+没有沉淀,则过滤所得滤液中主要存在的阳离子是Mg2+和N。