练案[10]　第四章　第10讲　富集在海水中的元素——氯　海水资源利用

[练案10]

第10讲　富集在海水中的元素——氯　海水资源利用

A组　基础必做题

1．(2022·河北衡水高三检测)向下列溶液中通入氯气，现象和结论描述正确的是(　B　)

A．品红溶液：红色褪去，加热该褪色溶液，仍无色；氯气具有漂白性

B．紫色石蕊溶液：先变红，后褪色；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸

C．含酚酞的氢氧化钠溶液：红色褪去；氯气只作氧化剂

D．硫化钠溶液：溶液变浑浊；氯气作还原剂

[解析]　A项，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，能使品红溶液褪色，且加热已褪色的溶液，溶液不会恢复原来的颜色，错误；B项，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸使紫色石蕊溶液变红，次氯酸具有漂白性，能使变红的石蕊溶液褪色，正确；C项，氯气和NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，其中，氯气既作氧化剂，又作还原剂，次氯酸钠的漂白性和溶液碱性的减弱均会使溶液的红色褪去，错误；D项，Cl2＋Na2S===2NaCl＋S↓，溶液变浑浊，氯气作氧化剂，错误。

2．(2022·辽宁大连一模)某同学取等量“84”消毒液分别放入三支试管中，各加3滴紫色石蕊溶液，再立即分别加入如图所示的试剂。下列对实验现象的分析错误的是(　D　)

A．实验①说明“84”消毒液呈碱性、有漂白性

B．实验表明，c(HClO)越大越易使有色物质褪色

C．ClO－与Cl－只有在酸性条件下才能反应

D．实验③中ClO－先转化为HClO，再分解产生Cl2

[解析]　实验①中加入石蕊的“84”消毒液变为蓝色，说明溶液呈碱性，一段时间后蓝色褪去说明具有漂白性，A正确；实验②③中加入不同浓度的硫酸产生次氯酸，分析实验现象发现加入硫酸的浓度越大，蓝色褪去的越快，说明c(HClO)越大越易使有色物质褪色，B正确；实验③加入硫酸后产生大量气体，而实验①中不产生气体，说明ClO－与Cl－只有在酸性条件下才能反应，C正确；实验③产生气体是因为ClO－与Cl－在酸性条件下能反应产生氯气，D错误。

3．(2022·山东实验中学诊断)某混合溶液中含有NaI、NaBr、Na2SO3三种溶质，其物质的量均为1 mol，向混合溶液中通入一定量的氯气。下列说法正确的是(　B　)

A．将溶液蒸干最多可以得到4 mol NaCl

B．将溶液蒸干并灼烧，得到的固体可能是NaCl、NaBr、Na2SO4

C．向溶液中滴加KI淀粉溶液，溶液变蓝，则氯气一定过量

D．若通入氯气的体积为11.2 L(标准状况)，反应的离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

[解析]　反应后溶液中溶质为NaCl、Na2SO4、HCl，因此溶液蒸干后最多得到2 mol NaCl，故A错误；还原性：SO＞I－＞Br－，当氯气把SO、I－全部氧化时，再将溶液蒸干后得到的固体为NaCl、NaBr、Na2SO4，故B正确；还原性SO＞I－＞Br－，当加入KI淀粉溶液，溶液变蓝，说明有I2产生，氯气不一定过量，故C错误；氯气先氧化Na2SO3，发生反应的化学方程式为Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl，通入标准状况下的Cl2 11.2 L时，消耗Na2SO3的物质的量为0.5 mol，Na2SO3没有被完全氧化，因此I－没有被氧化，D错误。

4．海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法正确的是(　B　)

已知：MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等，应在氯化氢气流中加热。

A．除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

B．②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段

C．③④⑤中溴元素均被氧化

D．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法

[解析]　A项题给试剂不能除去钡离子，加入药品的正确顺序可为BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，故A错误；B项第②步，氢氧化镁先与HCl反应生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁制取Mg，故B正确；C项第③步中溴离子被氧化为溴单质，第④步中Br2被还原为Br－，第⑤步中溴离子被氧化为溴单质，故C错误；D项从海水蒸馏可得蒸馏水，但消耗能源多，该技术不最具发展前景，故D错误。

5．(2022·锦州模拟)某学习小组设计以下五个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题：

(1)实验①得出的结论是__氯水中含有Cl－__。

(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”：

②__溶液褪色__，

④__有气泡冒出__。

(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是__取一片淀粉KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上__。

(4)实验⑤中的结论是__氯水中含有Cl2__，对应的化学反应方程式为__SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl__。

[解析]　(1)氯水中存在：Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO，可用AgNO3溶液检验Cl－的存在。(2)氯水中含有Cl2、HCl、HClO，中和反应和HClO的漂白性均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色，HCl可以和Na2CO3反应生成CO2。(3)氯水中的Cl2能将KI中的I－氧化成I2，I2使淀粉变蓝色。(4)新制氯水中含有Cl2，能与SO2发生反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

6．(2022·山东泰安第一实验学校月考)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)

(1)制备氯气选用的试剂为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为__Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O__。

(2)装置B中饱和食盐水的作用是__除去Cl2中的HCl__；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：__长颈漏斗中液面上升，形成水柱__。

(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入__d__(填字母)。

(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为__橙黄__色，说明氯的非金属性强于溴。

(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是__装置E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色__。

[解析]　(1)次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)浓盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；若装置C发生堵塞，装置B中的压强会增大，长颈漏斗中液面上升，形成水柱。(3)验证氯气是否具有漂白性，要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性，因此Ⅰ处应为湿润的有色布条，Ⅱ处应为干燥剂，Ⅲ处应为干燥的有色布条，U形管中应用固体干燥剂，故d符合。(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为橙黄色，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。(5)打开活塞，将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中，发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2，碘单质溶于苯，呈紫红色，振荡后静置，观察到的现象是装置E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色。

B组　能力提升题

7．下列说法正确的是(　B　)

A．向久置的氯水中滴入石蕊溶液，溶液先变红后褪色

B．欲除去Cl2中少量HCl气体，可将此混合气体通过盛饱和食盐水的洗气瓶

C．过量的铁丝在Cl2中剧烈燃烧，反应生成FeCl2和FeCl3

D．实验室用MnO2和浓盐酸加热法制Cl2时，若有14.6 g HCl参加反应，则可制得3.55 g Cl2

[解析]　久置氯水主要成分为盐酸，滴入紫色石蕊溶液，溶液变红，但不褪色，而新制氯水中滴入石蕊溶液，溶液先变红后褪色，A项错误；Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，但HCl易溶，故可用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl杂质，B项正确；铁丝在Cl2中燃烧只能生成FeCl3，C项错误；根据MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑可知，14.6 g HCl参加反应，可生成7.1 g Cl2，且 MnO2与稀盐酸不反应，D项错误。

8．ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点11 ℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：

已知下列反应：NaClO3＋HCl―→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl―→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2―→NaCl＋ClO2(均未配平)。

下列说法正确的是(　C　)

A．a中通入的N2可用CO2或SO2代替

B．b中NaClO2可用饱和食盐水代替

C．c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却

D．d中吸收尾气后只生成一种溶质

[解析]　根据实验装置和反应方程式可知，a中用盐酸和NaClO3反应制取ClO2，由于制取的ClO2中混有Cl2和HCl杂质，b装置可吸收Cl2和HCl，再用c中的蒸馏水吸收ClO2，获得纯净ClO2溶液，d中NaOH溶液进行尾处理。a中通入的N2可将a中产生的ClO2等气体吹出并进入后续装置继续实验，SO2具有还原性，可将ClO2、NaClO3等物质还原，A项错误；b中换成饱和食盐水只能吸收HCl，不能吸收Cl2，B项错误；根据题中信息可知c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却，有利于吸收ClO2，C项正确；d中NaOH和ClO2发生歧化反应生成NaCl和NaClO3，产物至少两种，D项错误。

9．用如图所示装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应，若通入适当比例的Cl2和NO2，即发生反应：Cl2＋2NO2＋4NaOH===2NaNO3＋2NaCl＋2H2O。

下列叙述正确的是(　C　)

A．实验室中用二氧化锰与3 mol·L－1的盐酸共热制备氯气

B．装置Ⅰ中盛放的试剂是浓硫酸，作用是干燥氯气

C．装置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量

D．若制备的NO2中含有NO，应将混合气体通入水中以除去NO

[解析]　实验室中用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气，而3 mol·L－1的盐酸是稀盐酸，因此不能发生反应制取氯气，A错误；该实验不需要保证氯气是干燥的，所以装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液，作用是除去氯气中的杂质HCl气体，B错误；由于NO2气体不能在CCl4中溶解，气体通过装置Ⅲ，可根据导气管口气泡的多少，观察气体流速，因此其作用是便于控制通入NO2的量，C正确；若制备的NO2中含有NO，将混合气体通入水中，会发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最后导致气体完全变质，D错误。

10．(2022·山东枣庄期末，9)实验室中从海带里提取碘的部分流程如图所示，下列说法正确的是(　C　)

A．步骤①灼烧海带需要用蒸发皿

B．步骤③主要操作为分液

C．步骤④在进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等

D．步骤⑤可以加入酒精作萃取剂

[解析]　灼烧海带应在坩埚中进行，故A错误；步骤③是从海带灰悬浊液中得到含I－的水溶液，该步骤通过过滤操作达到目的，故B错误；步骤④是I－被氧化成I2，需要加入氧化剂，氧化剂可以是新制氯水、双氧水等，故C正确；酒精易溶于水，不能出现分层，因此从碘水中萃取碘单质，不能使用酒精，故D错误。

11．(2022·山东枣庄三中第二次阶段测试)氯可形成多种含氧酸盐，它们广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。

回答下列问题：

(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为__MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O__。

(2)c中发生反应的离子方程式是__Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O__，采用冰水浴冷却的目的是__避免生成NaClO3__。

(3)d的作用是__吸收Cl2，防止污染环境__，可选用试剂__AC__(填标号)。

A．Na2S溶液 B．NaCl溶液

C．Ca(OH)2悬浊液 D．H2SO4溶液

(4)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为__2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O__。

(5)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，逸出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的物质的量为__1.25__mol；产生“气泡”的化学方程式为__NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O__。

[解析]　由题给实验装置图可知，圆底烧瓶中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢气体，将混合气体通入盛有饱和食盐水的装置a中除去氯化氢气体，装置b中氯气与热的氢氧化钾溶液反应生成氯化钾、氯酸钾和水，装置c中氯气与冷氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，装置d中盛有能与氯气反应的碱液或还原性物质吸收未反应的氯气，防止污染环境。(5)由于生成ClO2的反应属于歧化反应，则有关系式5NaClO2～4ClO2～Cl－，由关系式可知生成1 mol ClO2消耗NaClO2的物质的量为1 mol×＝1.25 mol。

12．(2022·北京海淀期末)某化学课外兴趣小组为验证卤素单质氧化性的相对强弱，用如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)盛放浓盐酸的仪器名称为__分液漏斗__。

(2)在烧瓶内发生反应时，体现浓盐酸的性质为__还原性和酸性__。

(3)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__湿润的淀粉－KI试纸变蓝__。

(4)B中溶液发生反应的离子方程式是__Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－__。

(5)浸有NaOH溶液的棉花的作用为__吸收挥发出来的Cl2，防止污染空气__。

(6)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作步骤和现象是__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__。

(7)过程Ⅲ实验的目的是__确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰__。

[解析]　(1)根据装置图可知盛放浓盐酸的仪器为分液漏斗。(2)烧瓶内发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，HCl中Cl化合价升高的表现出还原性，化合价不变的表现出酸性。(3)A上部湿润的淀粉－KI试纸上发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，I2能使淀粉变蓝，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性：Cl2＞I2。(4)因氧化性：Cl2＞Br2，溶液B中反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。(5)Cl2有毒，浸有NaOH溶液的棉花能吸收挥发出来的Cl2，防止Cl2污染空气。(6)要验证Br2的氧化性强于I2，溶液中应发生反应：Br2＋2I－===I2＋2Br－，即过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞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。(7)为验证氧化性：Br2＞I2，实验时应避免Cl2的干扰，当B中溶液由黄色变为红棕色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则Cl2过量影响实验结论。