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　CCl4

4．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)

(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)

(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．②③⑥

C．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.②③⑤

C.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-+Br2

C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L

D.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－＋Br2

D．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I2

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”

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 mol

C．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。