资源描述
第2课时 海水资源的开发利用
基础过关练
题组一 海水水资源的利用
1.(2022湖北武汉4月调研)下列不属于海水淡化的方法是( )
A.蒸馏法 B.电渗析法
C.石灰—纯碱法 D.反渗透法
2.海水资源丰富,海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向,若实行海水淡化来供应饮用水,下列方法不正确的是( )
A.利用太阳能,将海水蒸馏淡化
B.加入明矾,使海水中的盐分沉淀并淡化
C.采用电渗析法使海水淡化
D.通过反渗透法使海水淡化
题组二 海水中化学资源的开发利用
3.(2022广东肇庆期末)海水中蕴藏着丰富的化学资源。仅通过物理方法就能从海水中获得的物质是( )
A.食盐 B.金属钠
C.烧碱 D.氢气
4.海水中含有氯化镁,下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中,不正确的是( )
A.制石灰乳:CaO+H2O Ca(OH)2
B.制Mg(OH)2:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2
C.制MgCl2:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
D.在MgCl2溶液中加Na制Mg:MgCl2+2Na 2NaCl+Mg
5.(2022陕西榆林期末)下列有关工业生产的说法错误的是( )
A.海水提镁时,通过电解熔融MgCl2得到镁单质
B.海水提溴的过程中涉及氧化还原反应
C.通常以海水提取食盐后的母液为原料制取溴单质
D.目前工业上可直接从海水中提取碘单质
6.如图是人类从海水资源中提取某些重要化工原料的流程示意图:
请回答下列问题:
(1)操作A是 和过滤(填实验基本操作名称)。
(2)操作B需加入下列试剂中的一种,最合适的是 (填字母)。
A.氢氧化钠溶液
B.澄清石灰水
C.石灰乳
D.碳酸钠溶液
(3)向苦卤中通入Cl2,发生反应的离子方程式是 ,用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 。
(4)工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为 。
能力提升练
题组 海水资源的综合利用
1.(2021河南驻马店期末)海水中蕴含着丰富的矿物质。从海水中提取镁的主要过程如下:
海水 浓缩海水 Mg(OH)2 MgCl2 Mg
下列说法中,不正确的是( )
A.过程Ⅰ发生的是物理变化
B.过程Ⅲ中主要发生复分解反应
C.过程Ⅰ~Ⅲ的目的是富集、提纯MgCl2
D.可以通过电解MgCl2溶液得到镁
2.(2022北京汇文中学期中)从海水中可以提取溴和镁,提取过程如图:
下列说法不正确的是( )
A.提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是富集溴元素
B.将10 m3海水中的溴元素转化为Br2,理论上至少需要4 mol Cl2
C.提镁过程中的操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D.提镁过程中由无水MgCl2生成Mg所选取的冶炼方法是电解法
3.(2022黑龙江鹤岗一中期末)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.图示中既涉及物理变化,又涉及化学变化
B.粗盐可通过过滤和重结晶等操作提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.苦卤中通入适量Cl2后,可用热空气或水蒸气吹出生成的溴单质
4.如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据图中信息,判断下列相关分析不正确的是( )
A.上述提取Mg的流程中,没有涉及的反应类型是置换反应
B.因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
C.反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D.从母液中提取Mg和Br2的先后顺序:先提取Br2,后提取Mg
答案全解全析
基础过关练
1.C 海水淡化的主要方法是蒸馏法、电渗析法和反渗透法,石灰—纯碱法能降低水的硬度,但不能用于海水淡化。
2.B 明矾溶于水,其电离出的Al3+与水作用生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体吸附海水中的悬浮物,可用于净化海水,并不能使盐分沉淀而淡化海水,B错误。
3.A 通过蒸发结晶可获得食盐,属于物理变化;从海水中获得NaCl,电解熔融NaCl可生成单质Na;电解饱和食盐水可获得NaOH和H2等物质,即得到Na、NaOH、H2时均发生化学变化。
4.D 钠是活泼金属,在水溶液中和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,得不到金属镁,金属镁常用电解熔融氯化镁的方法来制取。
5.D 海水中没有碘单质,目前工业上可氧化海水中的I-,以提取碘单质,D项错误。
6.答案 (1)蒸发结晶
(2)C
(3)Cl2+2Br- Br2+2Cl- Br2+SO2+2H2O 4H++SO42-+2Br-
(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
解析 (1)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,可以通过蒸发结晶的方法得到氯化钠。
(2)工业制镁:把海边的贝壳制成生石灰,在海水中加入生石灰制得石灰乳,在苦卤中加入石灰乳制得Mg(OH)2,这样原料的成本低,所以最合适的是石灰乳。
(3)氯气氧化溴离子得到单质溴,离子方程式为Cl2+2Br- Br2+2Cl-;用SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++SO42-+2Br-。
(4)工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。
能力提升练
1.D 过程Ⅰ是蒸发浓缩,属于物理变化,A正确;过程Ⅲ中发生的反应主要是氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,属于复分解反应,B正确;海水中氯化镁浓度低,过程Ⅰ~Ⅲ的目的是富集、提纯MgCl2,C正确;工业上通过电解熔融MgCl2冶炼金属镁,D错误。
2.B 结合图示流程可进行如下梳理:海水与石灰乳反应后过滤,滤渣Mg(OH)2用盐酸溶解后,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到MgCl2·6H2O,MgCl2·6H2O在氯化氢气氛中脱水得到无水MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg单质;滤液酸化后通入Cl2得到Br2,用热空气吹出,再用SO2水溶液吸收得到HBr和H2SO4的混合溶液,最后再用Cl2氧化得到较纯净的工业溴单质。提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化,是为了富集溴元素,A项正确;没有给出海水中溴元素的含量,无法计算10 m3海水中Br-被氧化消耗Cl2的理论用量,B项错误;提镁过程中经操作a得到MgCl2·6H2O,由此可判断操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,C项正确;无水MgCl2经熔融电解冶炼可得到单质Mg,D项正确。
反思提升
蒸发结晶和蒸发浓缩、冷却结晶
(1)蒸发结晶:加热溶液,蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,溶质就会以晶体形式析出,再过滤可得到晶体,适合溶解度随温度变化不大的物质。
(2)蒸发浓缩、冷却结晶:先加热溶液,蒸发溶剂使溶液变成饱和溶液,此时降低热饱和溶液的温度,溶解度随温度变化较大的溶质就会以晶体形式析出。
3.C 从海水中得到粗盐属于物理变化,从苦卤中得到Br2和Mg(OH)2属于化学变化,A项正确;粗盐提纯时,通过过滤可除去泥沙和生成的沉淀,通过重结晶能使NaCl从滤液中析出,B项正确;为降低成本,工业生产中常选用石灰乳为沉淀剂,C项错误;苦卤中通入适量Cl2后,将Br-氧化成溴,然后利用热空气或水蒸气吹出生成的溴单质,D项正确。
4.B 题中提取Mg的流程中,发生了分解反应、化合反应和复分解反应,没有涉及置换反应,A项正确;在高温下,氮气能与镁反应生成Mg3N2,不能用氮气来冷却镁蒸气,B项错误;反应⑥所用的气态氧化剂为氯气,生成烧碱和生成镁单质时均有氯气产生,可循环利用,降低成本,C项正确;若先提取镁,所得溶液中会残留Ca(OH)2,再用Cl2氧化Br-时会消耗过多的Cl2,D项正确。
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