苏教版 (2019)必修 第一册第三单元 海洋化学资源的综合应用第2课时精练

第2课时　从海水中提取镁　从海带中提取碘

一、概念判断(判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,共5小题,每题1分,共5分)。

1.海水中提取Mg既涉及复分解反应又涉及置换反应。 (　　)

提示:×。海水中提取Mg不涉及置换反应。

2.镁在空气中燃烧只生成MgO。 (　　)

提示:×。镁还能与空气中的N2、CO2反应。

3.氧化镁是优质的耐高温材料。 (　　)

提示:√。

4.可以通过在食盐中添加碘单质来帮助人们提高碘的摄入量。 (　　)

提示:×。加碘食盐中添加的含碘物质一般是KIO3。

5. 从海带中提取碘的工业流程为干海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。(　　)

提示:√。

二、选择题(本题包括6小题,每题3分,共18分)。

·题组1　从海水中提取镁

1.下列物质中属于镁条在空气中燃烧产物的是 (　　)

①MgCO3　②Mg(OH)2　③MgO　④C　⑤Mg3N2　⑥CO　⑦H2

A.①②③　　　　　　　　B.②③⑦

C.③④⑤      D.⑤⑥⑦

【解析】选C。镁条在空气中燃烧,和空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应,生成物为MgO、Mg3N2、C。

2.(2021·柳州高一检测)下列化学反应,在从海水中提取金属镁的过程中,不会涉及的是 (　　)

A.MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2

B.Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O

C.Mg(OH)2MgO+H2O

D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

【解析】选C。A项是把海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2,D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2,C项中的反应未涉及。

3.海水提镁的主要流程如下:

下列说法不正确的是 (　　)

A.试剂M是盐酸

B.流程中的反应既有氧化还原反应也有非氧化还原反应

C.操作b只是过滤

D.电解熔融的MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量

【解析】选C。电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应;操作b应是结晶、过滤、干燥,因此C是错误的。

·题组2　从海带中提取碘

4.(2021·漯河高一检测)从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作,其中正确的是 (　　)

【解析】选D。海带灼烧成灰应在坩埚中进行;过滤时应用玻璃棒引流;苯的密度比水小,在分液漏斗中位于上层,应待下层液体放出后从上口倒出;分离碘并回收苯应用蒸馏的方法,用水浴加热能控制温度不至于太高而防止碘的升华。

5.从海带中提取碘的工业生产过程如下:

下列说法不正确的是 (　　)

A.为保证I-完全被氧化,应通入过量Cl2

B.试剂R可为NaOH溶液

C.H2SO4溶液作用之一是使滤液酸化

D.提纯晶体碘采用升华法

【解析】选A。为保证I-完全被氧化,应通入稍过量Cl2,但如果Cl2过量较多,将会继续氧化I2,A错误;可溶性有机物在碱性溶液中可以生成沉淀,B正确;酸性条件下有利于碘单质析出,C正确;碘易升华,可用升华法提纯碘,D正确。

6.某同学设计实验从海带中提取碘:①滴加稀硫酸和双氧水;②在海带中加入少量酒精,点燃使其燃烧为灰烬,在灰烬中加水搅拌;③加四氯化碳并振荡;④过滤;⑤分液。该实验的合理操作顺序是              (　　)

A.①③⑤②④   B.②①③④⑤

C.②④①③⑤   D.③①②⑤④

【解析】选C。从海带中提取I2的流程为海带(加少量酒精)灼烧成海带灰后,加水搅拌过滤含I-的水溶液,I2的水溶液用CCl4萃取分液I2的有机溶液,故正确步骤为②④①③⑤。

三、非选择题(本题包括1小题,共7分)。

7.(2021·温州高一检测)镁在空气里点燃可以燃烧,放出大量的热并发出耀眼的白光,生成白色的氧化镁。同时,镁在这样的高温条件下,还可与空气中的另一种主要成分反应,生成少量的物质A,已知A有下列一系列变化,其中气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

(1)写出A、C、D的化学式:

A________;C________;D________。 

(2)写出下列变化的化学方程式:

①______________________________________。 

②______________________________________。 

【解析】由题意知A为Mg3N2,Mg3N2与盐酸反应得到MgCl2和NH4Cl的混合溶液B,混合溶液B与NaOH溶液反应产生的气体C为NH3,产生的沉淀D为Mg(OH)2。

答案:(1)Mg3N2　NH3　Mg(OH)2

(2)①Mg3N2+8HCl3MgCl2+2NH4Cl

②MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl,

NH4Cl+NaOHNaCl+H2O+NH3↑

一、选择题(共12题,每小题3分,共36分)。

1.等质量的镁分别在足量的CO2、O2中燃烧,有关叙述正确的是 (　　)

A.在CO2中固体产物质量大

B.在O2中产生的MgO多

C.氧化剂与还原剂物质的量之比都是2∶1

D.反应中都是氧元素被还原

【解析】选A。1 mol Mg分别在足量CO2、O2中燃烧,固体产物质量分别为46 g、40 g,均消耗0.5 mol气体。

2.(2021·南阳高一检测)下列物质的转化不能通过一步反应实现的是 (　　)

A.Mg→MgO　　　　　B.MgO→Mg(OH)2

C.MgO→MgCl2   D.MgCl2→Mg(OH)2

【解析】选B。A项,2Mg+O22MgO;B项,MgO不溶于水;C项,MgO+2HClMgCl2+H2O;D项,MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl。

3.某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的

是 (　　)

A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探讨Mg的活泼性

B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成

C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀

D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,在HCl的气氛中,加热蒸干得无水MgCl2固体

【解析】选B。稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中,并及时搅拌,A错误;过滤时需要用玻璃棒引流,C错误;加热固体用坩埚而不是表面皿,在HCl的气氛中加热能得到MgCl2固体,D错误。

4.加碘食盐中碘元素以碘酸根(I)的形式存在。已知在酸性条件下,I能跟碘离子(I-)发生反应生成碘(I2),碘能使淀粉变色。现提供下列试剂和生活中常见的物质:①碘化钾溶液(溶液中含有I-);②白醋;③白糖;④白酒;⑤纯碱;⑥淀粉。欲通过实验证明加碘食盐中存在碘酸根离子,必须选用的物质是              (　　)

A.①②③   B.①②⑥

C.①⑤⑥   D.②④⑤

【解析】选B。已知在酸性条件下,I能跟碘离子(I-)发生反应生成I2,I2能使淀粉变蓝色,可以根据这些条件选择物质。

5.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下:

干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2

下列关于海带制碘的说法中不正确的是 (　　)

A.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”

【解析】选A。A项错误,实验室是在坩埚中灼烧干海带;B项正确,碘元素化合价升高,发生氧化反应;C项正确,碘水中有碘单质,能使淀粉显特殊的蓝色;D项正确,这是一个富集提取的过程,化学上称为萃取。

6.湿润的淀粉碘化钾试纸接触某物质而显蓝色,该物质中可能有 (　　)

①Cl2　②碘水　③KBr　④溴化氢　⑤HCl　⑥溴蒸气

A.①③④   B.①②⑤

C.①②⑥   D.②④⑤

【解析】选C。Cl2、溴蒸气均能与KI反应而生成碘单质,试纸变蓝,碘水中含有碘单质,也能使试纸变蓝,①②⑥合理。

7.检验海带中碘元素的实验中,发生如下反应:2H++2I-+H2O2I2+2H2O,下列对该反应的叙述中不正确的是              (　　)

A.单质碘为氧化产物

B.过氧化氢既作氧化剂又作还原剂

C.反应溶液的酸性减弱

D.生成1 mol I2时转移2 mol电子

【解析】选B。,该反应中单质碘为氧化产物,A正确;过氧化氢作氧化剂,B错误;反应中消耗H+,故反应后溶液的酸性减弱,C正确;反应中每生成1 mol I2,转移2 mol电子,D正确。

8.(2021·北京朝阳区高一检测) 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。从海带中提取碘的工业生产过程如下:

下列说法不正确的是 (　　)

①过程a的分离方法是过滤,需要用到的玻璃仪器只有漏斗及烧杯

②在实验室进行氧化操作时,可以选用氯水作为氧化剂

③过程b中,可采用升华的方法提纯得到碘单质

④因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素,所以工业上也可以直接从海水中提取碘元素

A.①④　　　B.②③　　　C.①③　　　D.②④

【解析】选A。由流程可知干海带加水浸泡,加入氢氧化钠溶液碱化,用过滤的方法除去有机物沉淀,得到的滤液中加入硫酸酸化,并加入氧化剂,可生成碘,经过滤、结晶得到粗碘,经升华可得到碘单质。过程a为过滤操作,用于分离固体和液体,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒及烧杯,故①错误;氯水中氯气可置换出碘,可用作氧化剂,故②正确;过程b是由粗碘得到碘,可用升华的方法,故③正确;海水中碘元素的含量较低,需浓缩后提取,不能直接从海水中提取碘元素,故④错误。

9.(2021·常州高一检测)碘是合成碘化物的基本原料。空气吹出法从卤水中提碘的流程如下:

以下说法正确的是 (　　)

A.“氧化”时,通入过量Cl2保证I-被充分氧化

B.“吹出”操作在吹出塔中进行,应将含碘卤水从塔底进入,热空气从塔顶吹入

C.“吸收”操作中,碘蒸气与二氧化硫水溶液充分接触可生成两种酸

D.“吸收”操作中,含SO2的吸收液也可以用NaOH溶液代替,生成的I-、I经酸化,即可得粗碘。使用NaOH吸收后溶液中I-、I的物质的量之比为1∶5

【解析】选C。Cl2不能过量,否则Cl2会将I2氧化为HIO3,A错误;“吹出”操作,应将含碘卤水从塔顶进入,热空气从塔底吹入,B错误;“吸收”操作中,碘蒸气与二氧化硫水溶液反应:I2+SO2+2H2O2HI+H2SO4,C正确;“吸收”操作中,NaOH溶液代替含有SO2的吸收液,发生反应:3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O,则用NaOH吸收后溶液中I-、I的物质的量之比为5∶1,D错误。

10.海藻中含有丰富的碘元素。下面是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分。下列判断正确的是              (　　)

A.步骤④的操作是过滤

B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C.步骤①、③的操作对应的是过滤、萃取

D.步骤③中加入的有机溶剂可以是酒精或CCl4

【解析】选C。A项,碘易溶于有机溶剂,所以不能用过滤的方法提取碘,应该用蒸馏的方法提取碘;B项,淀粉遇I2变蓝,遇I-不变色,因此不能用淀粉检验I-;C项,分离固体和液体混合物的方法为过滤,从水溶液中提取碘一般用萃取的方法,步骤①③的操作分别是过滤、萃取,正确;D项,萃取剂和原溶剂不能互溶,而酒精能与水互溶,故酒精不能作此步骤中的萃取剂。

11.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。

下列有关说法正确的是 (　　)

A.从海水中制得粗盐应用蒸发结晶的原理

B.工段②中结晶出的MgCl2·6H2O可直接电解制得镁

C.在工段③④中溴元素均被氧化

D.工段①中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的试剂的顺序为Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸

【解析】选A。由MgCl2·6H2O制得无水MgCl2,再电解制得镁,B项错误;④中溴元素被还原,C项错误;除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,应先加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液以除去过量的BaCl2,D项错误。

12.(2021·北京海淀区高一检测)某学习小组按如下实验过程(固定、加热及盛接仪器略)证明了海带中存在碘元素。下列说法不正确的是              (　　)

A.步骤①需要将干海带放入坩埚中灼烧

B.步骤②反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2I2+2H2O

C.步骤③操作后,观察到试管中溶液变为蓝色,可以说明海带中含有碘元素

D.若步骤③加入的试剂是CCl4,振荡、静置后,液体分层,上层紫色,下层无色

【解析】选D。干海带中含有碘,灼烧需放入坩埚中,故A正确;步骤②中H2O2将I-氧化成I2,发生离子反应为2I-+2H++H2O2I2+2H2O,故B正确;试管中溶液使淀粉变蓝,说明含有I2,从而说明海带中含有碘元素,故C正确;CCl4难溶于水且密度比水大,液体分层后,下层为碘的CCl4溶液,呈紫色,上层无色,故D错误。

二、非选择题(本题包括2小题,共34分)。

13.(17分)镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产来提取镁,主要过程如下:

回答下列问题:

(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是

 ________________________________________________________。 

(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入盛有________溶液的烧杯中,充分搅拌后经________、________(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。 

(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图:

其中装置A的作用是________________________________。 

(4)写出过程④中发生反应的化学方程式: ______________________________。 

【解析】(1)工业原料要廉价易得。(2)加入MgCl2,电离出Mg2+抑制Mg(OH)2溶解,使Ca(OH)2溶解,然后过滤,洗涤得纯净的Mg(OH)2。(3)浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性,则装置A的作用是制备干燥的HCl气体。

答案:(1)石灰乳原料丰富,成本低

(2)MgCl2(或氯化镁)　过滤　洗涤

(3)制备干燥的HCl气体

(4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

14.(17分)海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下:

海藻海藻灰悬浊液含I-的溶液XY晶态碘

某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如下图所示的操作。

回答下列问题:

(1)写出提取过程①③中实验操作的名称:

①________,③________。 

(2)写出过程②中发生反应的化学方程式: ____________________。 

(3)四氯化碳是________色、密度比水________的液体。F中下层液体的颜色为________________色,上层液体中溶质的主要成分为________。 

(4)从F中得到固态碘还需进行的操作是__________________________。 

(5)在灼烧过程中,使用到的实验仪器有(除泥三角外)______(填序号)。 

①试管　②瓷坩埚　③坩埚钳　④蒸发皿　⑤酒精灯

【解析】(1)从实验流程看①操作为过滤,③操作为萃取。(3)CCl4萃取碘水中的碘后,上层液体为KCl溶液,注意不含Cl2和I2。(4)对F中的两种液体进行分液,然后用蒸馏的方法得到I2。(5)给固体物质加热灼烧时用到瓷坩埚、坩埚钳和酒精灯。

答案:(1)过滤　萃取

(2)Cl2+2KI2KCl+I2

(3)无　大　紫红(或紫)　KCl

(4)分液和蒸馏　(5)②③⑤

(九层之台,起于累土——难点知识从基础练起)

书写下列反应的离子方程式:

(1)Cl2与H2O反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO;

(2)Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;

(3)MnO2与浓盐酸反应制氯气:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。