2025步步高高考大一轮复习讲义人教版化学大单元二　第五章　热点强化8　富集方法的应用-海水资源提取溴、碘含答案

2025步步高高考大一轮复习讲义人教版化学热点强化8富集方法的应用——海水资源提取溴、碘1．海水中提取溴(1)工艺流程(2)发生反应的化学方程式①2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl；②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。2．海带中提取碘(1)工艺流程(2)发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－。一、还原剂吸收富集溴1．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试剂可用Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏答案C解析Na2SO3与Br2发生反应的化学方程式为Na2SO3＋Br2＋H2O=Na2SO4＋2HBr，可用Na2SO3饱和溶液吸收Br2，A正确；步骤Ⅲ利用置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均用到Cl2，故制取1molBr2消耗2mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，无法计算Cl2的体积，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正确。二、碱液吸收富集溴2．从海水提取食盐后的卤水(含Cl－、Br－、Na＋、K＋等离子)中提取溴，其流程如下。(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将其转变成化合态的溴，其目的是__________，步骤Ⅱ将溴吹出的气体X不可能是下列的__________(填字母)。A．二氧化硫 B．空气C．氩气 D．二氧化碳(2)写出步骤Ⅱ纯碱溶液吸收Br2的离子方程式：_____________________________________。(3)写出步骤Ⅲ过程中用硫酸酸化得到单质溴的离子方程式：___________________________。答案(1)富集溴元素A(2)3Br2＋3COeq\o\al(2－,3)=BrOeq\o\al(－,3)＋5Br－＋3CO2↑(3)BrOeq\o\al(－,3)＋5Br－＋6H＋=3Br2＋3H2O三、萃取和反萃取法富集碘3．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题：(1)①中反应的离子方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗________(填“上口倒出”或“下口放出”)。(3)③是将富集在CCl4中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________________。(4)④中反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)操作⑤的名称为________。答案(1)2I－＋2H＋＋H2O2=I2＋2H2O(2)下口放出(3)3I2＋6NaOH=5NaI＋NaIO3＋3H2O(4)5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2↓＋3H2O(5)过滤四、活性炭吸附富集碘4．活性炭吸附法是工业提碘的主要方法之一，其流程如下：(1)酸性条件下，NaNO2溶液只能将I－氧化为I2，同时生成NO。写出反应①的离子方程式：__________________________________________________。(2)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，但工业上氧化卤水中的I－选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)反应②发生时，溶液底部有紫黑色固体生成，有时溶液上方产生紫色气体，产生这种现象的原因是_______________________________________________________________________。(4)流程中，碘元素经过了I－→I2→I－、IOeq\o\al(－,3)→I2的变化过程，这样反复操作的目的是_______________________________________________________________________________。答案(1)2NOeq\o\al(－,2)＋4H＋＋2I－=2NO↑＋I2↓＋2H2O(2)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾氧化性太强，还能继续氧化I2(3)碘在水中溶解度不大，且易升华(4)富集碘元素五、离子交换法富集碘5．离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺。如图是使用离子交换树脂的“离子交换法”从海带中提取碘的主要流程。已知：①I2＋I－Ieq\o\al(－,3)；②强碱性阴离子树脂(用R—Cl表示，Cl－可被其他更易被吸附的阴离子替代)对多碘离子(Ieq\o\al(－,3))有很强的交换吸附能力；③步骤“交换吸附”发生的反应：R—Cl＋Ieq\o\al(－,3)=R—I3＋Cl－。(1)下列各步反应中，属于氧化还原反应的有________(填字母)。A．交换吸附 B．洗脱C．酸化 D．NaCl洗脱(2)酸性条件下，原料被H2O2氧化时发生的反应有：①_____________________________________________________________________________；②I2＋I－Ieq\o\al(－,3)。依据整个生产流程分析是否可以加过量H2O2：__________(填“是”或“否”)，并说明理由：_______________________________________________________________________________。答案(1)BC(2)2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O否H2O2会将I－全部氧化生成I2，无法进行反应I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，从而导致后续反应无法进行反萃取法的应用(1)碘单质易升华，采用蒸馏法从I2的CCl4溶液中分离碘单质是不合理的。常用浓NaOH溶液与四氯化碳中的碘单质反应：3I2＋6NaOH=5NaI＋NaIO3＋3H2O，重新富集在水中的方法，称为反萃取法。再经酸化：5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2↓＋3H2O，碘单质重新析出，流程如下：由于CCl4是一种有毒的有机物，工业上尽可能避免使用CCl4，现代工业又开发了用活性炭吸附、I2碱液淋洗再酸化、高分子膜富集等多种绿色生产工艺。热点强化9空气中SO2的测定及治理一、空气中二氧化硫含量测定1．某探究小组利用下列方法测定空气中二氧化硫的含量。方案Ⅰ：用如图装置测定SO2的含量。(1)①装置中导管末端连接一个多孔球泡，其作用是________________________________________________________________________________________________________________。②该装置中SO2与碘(I2)溶液发生反应的化学方程式为_______________________________。③若空气流速为VL·min－1，当SO2与碘(I2)溶液恰好完全反应时，耗时10min，则该空气样品中SO2的含量是__________mg·L－1(用含V的最简表达式表示)。方案Ⅱ：设计如下实验流程测定44.8L(标准状况下)混合气体中SO2的体积分数。(2)①W溶液可以是__________(填字母)。A．H2O2溶液B．KMnO4溶液(硫酸酸化)C．溴水D．稀硫酸②该混合气体中二氧化硫的体积分数为__________(用含m的代数式表示)。答案(1)①增大接触面积，加快吸收速率，使SO2被充分吸收②SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI③eq\f(64,V)(2)①AC②eq\f(m,466)×100%mol·L－1＝0.01mol；若空气流速为VL·min－1，耗时10min，则该空气样品中SO2的含量是eq\f(0.01mol×6.4×104mg·mol－1,10VL)＝eq\f(64,V)mg·L－1。(2)①固体为硫酸钡，所以W具有氧化性，能把二氧化硫氧化为硫酸，由于酸性KMnO4溶液中含有硫酸，W溶液可以是H2O2溶液或溴水；②根据SO2～BaSO4，该混合气体中二氧化硫的体积分数为eq\f(\f(m,233)mol×22.4L·mol－1,44.8L)×100%＝eq\f(m,466)×100%。二、SO2尾气的治理2．下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4方法Ⅱ用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2转化为NH4HSO3，反应的化学方程式依次为____________________________、____________________________。(2)用方法Ⅰ脱硫时，能提高SO2去除率的措施有__________(填字母)。A．增大氨水浓度B．升高反应温度C．使燃煤烟气与氨水充分接触D．通入空气使HSOeq\o\al(－,3)转化为SOeq\o\al(2－,4)(3)采用方法Ⅰ脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，结合离子方程式简述原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)方法Ⅱ中CO、H2还原SO2反应的化学方程式分别为________________________________、_______________________________________________________________________________。(5)对方法Ⅲ吸收液再生的方法有多种加热可使吸收液再生，其反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。答案(1)2NH3＋SO2＋H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋SO2＋H2O=2NH4HSO3(2)AC(3)燃煤烟气中大量的CO2虽然能被氨水吸收生成NH4HCO3，但由于亚硫酸的酸性强于碳酸，故SO2会与NH4HCO3反应生成NH4HSO3，离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋SO2=CO2＋HSOeq\o\al(－,3)(4)2CO＋SO2eq\o(=,\s\up7(高温))S＋2CO22H2＋SO2eq\o(=,\s\up7(高温))S＋2H2O(5)2NaHSO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO3＋SO2↑＋H2O3．目前，我国大、中型火电厂的脱硫系统大多采用石灰石-石膏法工艺，基本流程图如下。(1)流程图中涉及的主要反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________、_______________________________________________________________________________、_______________________________________________________________________________。(2)研究发现：pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响。①当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图所示，当石灰石浆液pH>5.7时，脱硫效率降低的原因可能是__________________________________________。②燃煤烟气通入石灰石浆液时的温度不宜过高的原因是_______________________________。答案(1)SO2＋CaCO3=CO2＋CaSO32CaSO3＋O2=2CaSO4CaSO4＋2H2O=CaSO4·2H2O(2)①pH增大，石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应②温度升高，SO2的溶解度减小热点强化10喷泉实验及拓展1．如图为氨喷泉实验的装置(夹持装置均已略去)。(1)用图1装置进行喷泉实验。①引发“喷泉”的方法是_________________________________________________________。答案打开止水夹，挤出胶头滴管中的水②简述产生喷泉的原理：_________________________________________________________。答案氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小(2)用图2所示装置进行喷泉实验。①打开止水夹，水不能倒吸入烧瓶的原因是________________________________________________________________________________________________________________________。答案玻璃管中有空气，氨与水不接触，不能被水吸收，烧瓶内压强不减小，故不能产生倒吸现象②引发“喷泉”的方法是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，