2019_2020学年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用1.2海水资源的开发利用练习含解析新人教版必修2.doc

第2课时海水资源的开发利用记一记1.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。2证明海带中含有碘元素的方法：(1)流程：(2)反应原理：2I2HH2O2=I22H2O，I2遇淀粉变蓝色。3海水提溴：(1)反应原理：Cl22Br=Br22Cl。(2)工艺流程：海水Br2溴蒸气HBrBr2液溴。4海水提镁的工艺流程：探一探1.进行海水的蒸馏实验时，烧瓶中为什么要放入少量沸石？冷凝管中冷却水的流向如何？提示在烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，目的是防止液体暴沸；冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。2目前，海水制盐所采用的方法大部分仍为盐田蒸发法，利用风能和太阳能使海水蒸发。这种古老方法有什么优点？(从经济效益方面考虑)提示盐田蒸发法具有产量高、耗能少、成本低、运输方便等优点。3阅读下面文字，交流讨论后面的问题：空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法：在预先经过酸化的浓缩海水中通入氯气使溴离子成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸，以达到富集的目的。然后，再用氯气将其氧化得到溴，最后蒸馏得到液溴。(1)通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，是利用了溴的什么性质？(2)除通过蒸馏提取液溴外，还有什么方法可提取液溴？提示(1)溴的沸点低，易挥发。(2)由于溴易溶于有机溶剂，还可用萃取的方法提取液溴。4下面流程图为海带中碘元素检验的实验步骤，据此思考回答问题。(1)海带灼烧前，为什么不用水冲洗海带表面的附着物，而是用刷子刷？(2)写出加入稀硫酸酸化的H2O2时发生的离子方程式。(3)根据什么现象证明海带中有碘元素。提示(1)为减少海带中I的流失，不能用水冲洗。(2)2IH2O22H=I22H2O(3)当加入淀粉溶液时，溶液变蓝，证明有I2生成，从而说明海带中含有碘元素。判一判判断正误(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)海水水资源的利用主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。()(2)海水淡化的方法主要有蒸馏法、电解法和离子交换法。()(3)海水中含80多种元素，总储量很大，可通过化学方法从海水中得到：NaCl、NaOH、Na2CO3等物质。()(4)海水中含有Br2和I2。()(5)海带中含有碘，能使淀粉变蓝。()(6)从海水中提取镁未发生氧化还原反应。()(7)海水未经淡化不能饮用。()(8)海水中发生赤潮现象是一种水体污染。()(9)用SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了SO2具有漂白性。()(10)开发海水资源可以无限地任意开发。()练一练1.2019辽宁学考真题海水资源的利用包括海水的淡化，以下方法中不能淡化海水的是()A蒸馏水 B过滤法C电渗析法 D离子交换法答案：B22019福州月考由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是()A BC D答案：D32019江苏学考模拟海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如右图所示，下列说法错误的是()A试剂1可以选用石灰乳B从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2C工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减少能耗D可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO答案：C知识点一 海水水资源的利用1.下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是()A海带提碘 B氯碱工业C海水提溴 D煅烧石灰石制取生石灰解析：海带提碘是将I转化为I2，存在元素化合价的变化，涉及氧化还原反应，A项错误；氯碱工业是用电解饱和氯化钠溶液的方法得到氢气、氯气和氢氧化钠，涉及氧化还原反应，B项错误；海水提溴是把化合态的溴转化为溴单质，存在元素化合价的变化，涉及氧化还原反应，C项错误；煅烧石灰石制取生石灰，发生反应：CaCO3CaOCO2，没有元素化合价变化，不涉及氧化还原反应，D项正确。答案：D2下列说法中不正确的是()A海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库B海水中金的储存量很大，但它的富集程度却很低C从海水中可以提取铀和重水等核原料D海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值解析：海水中金元素的储量为5107 t，但1 t海水中的含量仅为4106 g，所以说它的富集程度很低，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，另外还可从海水中提取铀和重水等核原料，故A、B、C三项正确；海水中的Br、F等元素为常量元素，D项错误。答案：D3海水是巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A海水的淡化必须经过化学变化才能实现B蒸发海水制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融的NaCl可制备金属NaD利用海水、铝、空气的航标灯的工作原理是将电能转化为化学能解析：海水的淡化可以通过蒸馏等物理变化实现，A项错误；蒸发海水制海盐的过程中没有新物质产生，只发生了物理变化，B项错误；从海水中可以得到NaCl，由于金属Na很活泼，只能用电解熔融NaCl的方法来制备金属钠，C项正确；利用海水、铝、空气的航标灯的工作原理是将化学能转化为电能，D项错误。答案：C知识点二 海水中镁、溴和碘的提取4.从化学原理和经济利益角度分析，下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2MgC海水Mg(OH)2MgD海水Mg(OH)2MgCl2Mg解析：沉淀Mg2用石灰乳而不是NaOH，制取镁时电解的是MgCl2，A项错误；海水直接蒸发不能得到MgCl2，B项错误；制取镁时电解的是MgCl2，C项错误。答案：D5用空气吹出法从海水中提取溴所涉及的化学反应可能有()Cl22Br=2ClBr2Br2SO22H2O=2HBrH2SO4Br22I=I22Br2IH2O22H=I22H2OA BC D解析：空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是，在预先经过酸化的浓缩海水中用氯气置换溴离子使之成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸以达到富集的目的。然后，再用氯气将其氧化得到产品溴。答案：A6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：灼烧海带应用坩埚，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取单质碘的苯层在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。答案：D综合考查 海水资源的开发和利用7.下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是()A氯、溴、碘 B钠、镁、铝C烧碱、氢气 D食盐、淡水解析：海水经过蒸发可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl、Br、I、Na、Mg2、Al3，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C项中，需要电解饱和食盐水获取。答案：D8海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。下列判断正确的是()A步骤的操作分别是过滤、萃取B可用淀粉溶液检验步骤的反应是否进行完全C步骤中加入的有机溶剂是四氯化碳或乙醇D步骤的操作是过滤解析：通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I的溶液，向该溶液中通入Cl2将I氧化为I2，经萃取、加热、蒸发等操作后即得晶体I2，A项正确，D项错误；若溶液中仍含有I不能用淀粉检验，B项错误；乙醇能与水互溶，C项错误。答案：A9工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如下图所示：(1)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？_，原因是_。(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。(3)写出反应的离子方程式。_解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2的制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。(2)使用四氯化碳萃取法，需用大量萃取剂，可能带来环境污染，降低经济效益。答案：(1)否如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯(2)四氯化碳萃取法工艺复杂，设备投资大、经济效益低、环境污染严重(3)Cl22Br=Br22ClCa2SO=CaSO4Mg22OH=Mg(OH)2基础达标1中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是()A蒸馏 B蒸发C过滤 D搅拌解析：实验室中的“蒸发”操作是利用水受热挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，与海水晒盐的原理是相似的。答案：B2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：由于金、铀等微量元素在海水中的含量很低，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。答案：A3下列有关工业生产的叙述不正确的是()A用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴B在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂C利用“海水氯化钠金属钠氢氧化钠”的工艺流程生产烧碱D利用“海水氢氧化镁氯化镁金属镁”的工艺流程生产金属镁解析：用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴，A项正确；在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂，B项正确；工业上通过电解饱和食盐水来生产烧碱，C项错误；利用“海水氢氧化镁氯化镁金属镁”的工艺流程生产金属镁，D项正确。答案：C4从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是()A加入适量的KI溶液B加入溴蒸气C加入适量的氢氧化钠溶液D加入适量的溴化钠溶液解析：要除去液溴中少量的氯气，可加入适量的溴化钠溶液：Cl22NaBr=2NaClBr2。答案：D5实验室从海带灰中提取碘的操作过程中，仪器选用不正确的是()A称取5 g左右的干海带托盘天平B灼烧干海带至完全变成灰烬坩埚C过滤煮沸后的海带灰和水的混合物漏斗D用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取液中提取碘长颈漏斗解析：称量固体用托盘天平，A项正确；灼烧固体在坩埚中进行，B项正确；过滤操作的主要仪器是漏斗，C项正确；萃取需要在分液漏斗中进行，D项错误。答案：D6某课外小组将灼烧海带灰浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明灼烧海带灰中含有碘元素的是 ()A取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成B取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素C取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素D取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素解析：海带灰中碘元素以I形式存在，应先加入氧化剂将其氧化为I2，再加入淀粉溶液检验。答案：D72019湖南衡阳八中期末从海水中提取镁的主要步骤如下：下列说法不正确的是()A为使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂可选择石灰乳B加入试剂后，分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤C加入试剂，发生反应的离子方程式为OHH=H2OD通过电解熔融的无水MgCl2得到48 g Mg，则反应中共转移4 mol电子解析：要使MgSO4转化为Mg(OH)2沉淀，需要在海水中加入碱液，可选取石灰乳Ca(OH)2悬浊液，故A项正确；分离溶液与Mg(OH)2沉淀，采用过滤的方法，故B项正确；试剂为盐酸，氢氧化镁为沉淀，书写离子方程式时不能拆写，故C项错误；根据反应：MgCl2(熔融)MgCl2，电解熔融的无水MgCl2时，生成48 g镁，产生镁的物质的量为2 mol，共转移4 mol电子，故D项正确。答案：C82019福建福州一中月考实验室中，从海带中提取I2的实验流程如图所示，下列说法不正确的是()A操作为过滤B操作中需加入氧化剂C可以用四氯化碳或酒精代替苯作萃取剂D蒸馏I2的苯溶液可获取I2并回收苯解析：由从海带中提取I2的实验流程图可知，干海带灼烧得到海带灰，加水溶解得到悬浊液，经过操作得到含I的水溶液和残渣，所以操作为过滤，故A项正确；含I的水溶液经过操作得到含I2的水溶液，I元素化合价升高，所以操作中需加入氧化剂，将I氧化为I2，故B项正确；酒精与水互溶，不能用酒精代替苯作萃取剂，故C项错误；I2和苯二者沸点不同，则蒸馏I2的苯溶液可获取I2并回收苯，故D项正确。答案：C9从海水中提取的溴占世界溴年产量的左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是()ASO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性BSO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性C从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取DSO2是形成酸雨的唯一原因解析：SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性，A项错误，B项正确；乙醇与水互溶，从溴水中提取单质溴，不能用乙醇萃取，C项错误；氮的氧化物也可形成酸雨，D项错误。答案：B10海水中含有的氯化镁是镁的重要资源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；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进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C第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：海水提镁的反应有：CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2，MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2，Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，MgCl2MgCl2，反应中无置换反应。答案：D11(1)如图所示的蒸馏装置中，如果有错误请指出并加以改正：_；_；_；_。(2)一化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘：a粉碎海带，加一定量的氢氧化钠溶液后高温灰化；b用水浸泡海带灰，过滤；c用盐酸酸化滤液，加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子(I)，生成碘单质；d用四氯化碳溶液萃取水溶液中的碘。请回答下列问题：实验步骤c中相关反应的离子方程式为_。实验步骤c中也可用H2O2代替KIO3，相关反应的离子方程式为_。检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液中是否还含有碘单质的实验方法是：_。解析：(2)中，由于KIO3中碘元素为5价(高价态)，碘离子(I)为1价(低价态)，二者在酸性条件下可发生氧化还原反应，生成单质碘：IO5I6H=3I23H2O。中，用H2O2代替KIO3，同样发生氧化还原反应：2IH2O22H=I22H2O。中，利用单质碘遇淀粉变蓝的性质，可用淀粉溶液或淀粉试纸检验。答案：(1)蒸馏烧瓶中温度计水银球应在支管口处，而不应插在液面下冷凝管中冷凝水流向错误，应从a处流入，b处流出接收容器应用小口的锥形瓶，而不应用大口的烧杯，以免蒸气挥发太多没有用石棉网(2)IO5I6H=3I23H2O2IH2O22H=I22H2O取少量水溶液放入试管，向其中滴入几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明水溶液中还含有I2；反之，不含有I2(或：用玻璃棒蘸取溶液，点在淀粉试纸中部，若试纸变蓝，则说明水溶液中还含有I2；反之，不含有I2)12目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下：提示：MgCl2晶体的化学式为MgCl26H2O；MgO的熔点为2 852 ，无水MgCl2的熔点为714 。(1)操作的名称是_，操作的名称_、_、过滤。(2)试剂a的名称是_。(3)用电解氯化镁生产金属镁的化学方程式为_。(4)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质；而不采用加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是_。解析：(1)操作的名称是过滤，得到固体溶质。操作的名称是蒸发浓缩、冷却(或降温)结晶。(2)溶解固体Mg(OH)2使之转化为MgCl2溶液需要加入HCl溶液。(3)在工业上用电解熔融氯化镁的方法来生产金属镁，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)MgCl2。(4)工业上采用电解MgCl2而不采用电解MgO的方法制金属镁，其原因是MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本。答案：(1)过滤蒸发浓缩冷却(或降温)结晶(2)HCl溶液(或盐酸)(3)MgCl2(熔融)MgCl2(4)MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本能力达标13.海洋是巨大的化学资源宝库。下面是海水化学资源综合利用的部分流程图：回答：(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2、Mg2、SO等离子，为了除去这些离子，需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、_(填试剂化学式)，然后_(填操作名称)。在溶液中再加适量_(填试剂)，加热蒸干溶液即得到精盐。(2)某同学在实验室模拟氯碱工业的生产原理电解饱和食盐水。用玻璃棒蘸浓氨水检验阳极产生的气体，发现产生大量白烟。阳极生成的气体是_，白烟的主要成分是_。(3)苦卤中通入Cl2置换出Br2，吹出后用SO2吸收转化为Br，反复多次，以达到富集溴的目的。由海水提溴过程中的反应可得出Cl、SO2、Br还原性由强到弱的顺序是_。(4)工业上也可以用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2，生成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出。最后再用H2SO4处理得到Br2，最后一步反应的离子方程式是_。解析：(1)除去粗盐中含有的Ca2、Mg2、SO等离子，需要依次加入稍过量的NaOH来除去其中含有的Mg2，加入过量的BaCl2溶液除去SO，最后加入过量的Na2CO3溶液，除去Ca2及过量的Ba2，然后过滤，滤液中含有过量的OH、CO，再加适量稀盐酸，加热蒸干溶液即得到精盐。(2)电解饱和食盐水在阳极产生的气体是Cl2，该气体有强的氧化性，会将NH3氧化为N2，氯气被还原变为HCl，过量的NH3与HCl发生化合反应形成白色固体NH4Cl，因此会看到产生白烟。(3)苦卤中通入Cl2置换出Br2，发生反应：Cl22Br=2ClBr2，说明氧化性：Cl2Br2；吹出后用SO2吸收转化为Br，发生反应：Br22H2OSO2=2HBrH2SO4，证明氧化性：Br2SO2；所以氧化性：Cl2Br2SO2；则还原性：SO2BrCl。(4)用H2SO4处理NaBr、NaBrO3得到Br2，反应的离子方程式是5BrBrO6H=3Br23H2O。答案：(1)Na2CO3过滤盐酸或HCl(2)Cl2或氯气NH4Cl(3)SO2BrCl(4)5BrBrO6H=3Br23H2O142019河北定州中学期末某化学研究性学习小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br2的沸点为59 ，微溶于水，有毒性。该小组设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置已略去)：连接装置A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入氯气至反应结束；关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；进行步骤的同时，向B中通入足量SO2；关闭b，打开a，通过A向B中缓慢通入足量Cl2；将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。请回答：(1)步骤中鼓入热空气的作用为_。(2)步骤中发生的主要反应的离子方程式为_。(3)此实验中尾气可用_(填序号)吸收处理。a水 b浓硫酸cNaOH溶液 d饱和NaCl溶液(4)若直接连接A与C，进行步骤和，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等物质，该反应的化学方程式为_。(5)与B装置相比，采用C装置的优点为_。解析：(1)本实验是模拟工业上空气吹出法制溴的流程。第步吹入热空气的目的是使生成的溴单质被空气吹入到吸收装置中。(2)向溶液中通入二氧化硫来吸收溴单质，二者发生反应的离子方程式为Br2SO22H2O=4H2BrSO。(3)此实验的尾气中含有氯气、二氧化硫、挥发的溴，因此可以用氢氧化钠溶液吸收处理。(4)如果直接连接A与C，由题中的提示可知反应物为溴和碳酸钠，生成物中有NaBrO3，溴元素化合价发生变化，根据氯气在碱性条件下可发生歧化反应，推知溴也可发生类似的反应，即有NaBr生成，已知反应物与主要产物，利用氧化还原反应原理配平即可得到反应的化学方程式：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2。(5)与B装置相比，采用C装置的优点是操作简单，没有用到二氧化硫，减少了污染。答案：(1)使A中生成的Br2随空气气流进入B中(2)Br2SO22H2O=4H2BrSO(3)c(4)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2 (5)操作简单、污染小- 14 -