资源描述
海水资源的开发利用
[基础巩固]
1．海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法中不正确的是( )
A．电解法分解海水，制取洁净的热能资源氢气
B．采用太阳光照射法晒制工业用食盐
C．针对能量现状，大力开发潮汐能和波浪能
D．铀是海水中的微量元素，但核工业的铀主要从海水中提取
解析：选A。电解法分解海水制取氢气，消耗大量的电能，经济效益差，发展前景不乐观。
2．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．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋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．海水提溴过程中将Br－氧化成Br2，可向其中加入氧化剂，合适的是( )
A．酸性KMnO4溶液 B．氯水
C．FeCl3溶液 D．碘水
解析：选B。Fe3＋和I2的氧化性都不如Br2的强，C、D不正确；酸性KMnO4溶液能氧化Br－，但KMnO4价格比较贵，不适合工业生产用。
4．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①②③⑤ D．①②④⑤
解析：选A。2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水为盐酸，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3(纯碱)＋CO2↑＋H2O，故利用NaCl可以制NaOH(烧碱)、Na2CO3(纯碱)、Na、Cl2、盐酸，故选A。
5．海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是( )
A．溶解、过滤 B．溶解、过滤、蒸发
C．溶解、加AgNO3溶液、过滤 D．加热使碘升华
解析：选D。氯化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法分离碘与食盐。
6．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是( )
A．加入适量的KI溶液
B．通入溴蒸气
C．加入氢氧化钠溶液
D．加入适量的溴化钠溶液
解析：选D。A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项，发生反应Cl2 ＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。
7．海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很高。其中成本最高的步骤在于( )
A．从海水中富集含微量元素的化合物
B．使含微量元素的离子沉淀
C．对含微量元素的混合物进行提纯
D．从化合物中冶炼这些单质
解析：选A。由于金、铀等微量元素在海水中的富集程度很低，所以成本最高的步骤在于从海水中富集含微量元素的化合物。
8．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。设计原理是使海带中的I－变成碘单质，再用萃取分液的方法分离。反应原理为2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
9．镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应________。
(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是____________。
(3)试剂②选用________，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。
(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。
(3)用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
(4)工业上电解熔融MgCl2来制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑。
答案：(1)石灰乳 过量 (2)过滤 (3)盐酸 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O (4)MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
10．海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用热空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：
Ｋ
(1)步骤①反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(2)步骤③反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
从理论上考虑，下列也能吸收Br2的物质是________。
A．NaOH B．FeCl2
C．Na2SO3 D．H2O
(3)步骤③中氧化剂是________，若反应中生成2 mol HBr，则消耗________mol SO2。
(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。
解析：(1)步骤①用Cl2氧化Br－生成Br2，反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。(2)步骤③用SO2吸收Br2，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2＋、SO具有强还原性也能吸收Br2。(3)步骤③中发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2 mol HBr，则消耗1 mol SO2。(4)根据上述过程中的反应可知，氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>SO2。
答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ABC
(3)Br2 1
(4)Cl2>Br2>SO2
[能力提升]
11．海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；④将产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此方法的优点之一是原料的来源丰富
B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．第④步通电时会产生氯气
D．涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应
解析：选D。海水提镁过程中的反应有CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2Mg＋Cl2↑，上述反应中无置换反应。
12．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。灼烧海带应使用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B选项错误；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C选项错误。
13．从淡化的海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可用饱和Na2SO3溶液
B．步骤 Ⅰ 的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋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、分液和蒸馏
解析：选C。X试剂具有还原性，能把Br2还原为Br－，X试剂可用饱和Na2SO3溶液，A正确；Cl2的氧化性比Br2的强，能把Br－从溶液中置换出来，B正确；未指明Cl2所处的状态，故无法确定Cl2的体积，C错误；从浓溴水中提取Br2需要萃取、分液、蒸馏操作，D正确。
14．海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：
―→
(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填字母)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃)
C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量________(填字母)溶液，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
A．KIO3 B．HClO
C．KI D．Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是________________________________________________________________________。
解析：从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能做萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生反应的离子方程式为ICl＋I－===I2＋Cl－。
答案：(1)萃取分液 分液漏斗 (2)BD (3)C ICl＋I－===I2＋Cl－ (4)蒸馏
15．地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg/L。其工业提取方法如下：
(1)空气吹出纯碱吸收法。该方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①________________________________________________________________________ (写出离子方程式)；
②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。
其中反应②中氧化剂是________，还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填字母)。
a．乙醇 b．四氯化碳 c．硝酸
解析：工业上提取溴的原理：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。溴与二氧化硫反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是四氯化碳。
答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 Br2 Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗 b
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