2017-2018学年高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水

第2课时海水资源的开发利用(时间:40分钟)基础过关1.(2016·吉林期末)以海水为原料,不需经过化学变化就能获得的产品是( A )A.NaClB.NaOHC.MgD.Br2解析:海水中氯化钠含量比较高,把海水在太阳下暴晒,蒸发水分后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,A正确;要得到烧碱,需电解饱和食盐水是化学变化,B错误;海水中镁以离子形式存在,要得到镁,需要首先从海水中获得氯化镁固体,然后再去电解熔融状态的氯化镁,是化学变化,C错误;从海水中获得单质溴,通过氯气将溴离子氧化为溴单质,是化学变化,D错误。

2.下列说法正确的是( C )A.海水中提取镁的过程不涉及氧化还原反应B.海水晒盐的过程发生复分解反应C.从海水中提取铀等微量元素是海水资源综合利用研究方向之一D.将明矾加入海水中静置过滤是海水淡化的方法之一解析:镁是活泼的金属,海水中提取镁的过程涉及氧化还原反应,A错误;海水晒盐是物理变化,不能发生复分解反应,B错误;从海水中提取铀等微量元素是海水资源综合利用研究方向之一,C正确;明矾可以净水,但不能淡化海水,D错误。

3.海水淡化可采用膜分离技术,如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜。

下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是( C )A.溶质质量增加B.溶液质量不变C.溶剂质量减少D.溶质质量分数不变解析:右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。

4.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。

从海水中提取镁,可按照如下步骤进行: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将所得的产物熔融后电解。

关于提取镁,下列说法不正确的是( D )A.此法的优点之一是原料来源丰富B.进行①②③步操作的目的是从海水中提取氯化镁C.第④步电解时会产生氯气D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、置换反应和复分解反应解析:海水和贝壳都易于得到,而且十分丰富,所以此法的优点之一是原料来源丰富,故A正确;海水中含有氯化镁,但浓度低且含有其他杂质,不能直接蒸发结晶,故B正确;贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,发生的是分解反应;电解氯化镁时产生氯气和镁,属于分解反应;生石灰和水反应是化合反应,氢氧化钙与氯化镁反应、氢氧化镁与盐酸反应都属于复分解反应,所以提取镁的过程中没有涉及的反应类型是置换反应,故C 正确,D错误。

5.目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法,其流程图如下:下列推断不合理的是( C )A.热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质B.SO 2吸收溴的反应方程式为SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBrC.流程中循环利用的物质有SO2、Cl2等D.没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能解析:溴易挥发,所以用热空气将溴吹出,A正确;SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,B正确;流程中SO2被氧化为H2SO4,Cl2被还原生成Cl-,则SO2、Cl2不可能被循环使用,C错误;“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2的海水相比效率更高,消耗能源少,成本低,D正确。

6.(2017·辽宁大连模拟)溴、碘主要存在于海水中,海水中的碘富集在海带中。

我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。

提取碘的途径如图所示:干海带海带灰水溶液碘单质下列有关叙述正确的是( B )A.碘元素在海水中以游离态存在B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C.操作A是结晶或重结晶D.B是提纯操作,常用过滤和蒸馏解析:海水中碘元素以I-形式存在,A错误;操作A是萃取,C错误;操作B是分液,D错误。

7.(2017·黑龙江大庆模拟)南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。

下列有关说法正确的是( D )A.第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+等杂质,加入药品的顺序为:Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、过滤后加盐酸B.第③步的关键要低温小火烘干C.第②步加入的是氯碱工业的产品NaOHD.第④步到第⑥步的目的是富集溴元素解析:除去粗盐中S、Ca2+、Mg2+时,应先加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液,因为Ba2+有毒,应除去过量的Ba2+,A错误;由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2,应在HCl气流中加热,得到无水MgCl2,B错误;第②步应加入石灰乳,若使用NaOH,会使制镁的成本高,C错误。

8.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图所示。

下列说法错误的是( C )A.试剂1可以选用石灰乳B.从苦卤中提取Br 2的反应的离子方程式为2Br-+Cl22Cl-+Br2C.工业上,电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D.可用BaCl2溶液除去粗盐中的S解析:石灰乳能与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,故A正确;氯气能将溴离子氧化为溴单质,从苦卤中提取Br 2的反应的离子方程式为2Br-+Cl22Cl-+Br2,故B正确;氧化镁熔点很高,氯化镁熔点比氧化镁低,电解氧化镁冶炼镁增加成本,所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,故C错误;氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡,且氯离子不是杂质离子,故D正确。

9.(2017·江苏南京模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法中,不正确的是( A )A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌B.在含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”解析:灼烧干海带应在坩埚中进行,而不应在蒸发皿中灼烧海带。

10.海水提镁的主要流程如下:下列说法正确的是( D )①试剂M是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A.①②③④⑤B.仅②③C.仅④⑤D.仅①④⑤解析:将Mg(OH)2转化为MgCl2,用盐酸,故①正确;分析流程中,电解无水氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应,流程中的反应不全部都是非氧化还原反应,故②错误;操作b是浓缩蒸发、冷却结晶、过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程,故③错误;用海水晒盐后的饱和溶液中主要是氯化镁,加石灰乳可以制Mg(OH)2,故④正确;氧化镁熔点高,熔融消耗能量高、效益低,电解熔融MgCl2比电解熔融MgO制金属镁更节约能量,故⑤正确。

能力提升11.以CaCO3、海水等为原料,可以制备一系列物质,如图所示。

下列说法正确的是( C )A.Cl2、漂白粉和SO2均可以漂白有色物质,且漂白的原理相同B.氯碱工业就是指工业上电解饱和食盐水的方法制取NaOH、Cl2、H2的过程C.工段④必须在干燥的HCl气流中加热才能制取无水MgCl2D.工段②中溴元素被氧化解析:Cl2、漂白粉的漂白原理是应用HClO的强氧化性,属于氧化漂白,不可逆,SO2的漂白原理是SO2与有色物质发生化合反应,过程可逆,故A错误;电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业,故B错误;工段②的反应中,溴元素化合价降低被还原,故D错误。

12.(2017·福建宁德质检)从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作,其中正确的是( D )解析:灼烧海带应用坩埚,A错误;过滤时应用玻璃棒引流,B错误;苯的密度比水的小,萃取了单质碘的苯在上层,应从分液漏斗的上口倒出,C错误。

13.(2017·福建泉州五校联考)海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中产品有(填化学式)。

(2)某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后,设计了如图所示实验装置:①图中仪器B的名称是,冷却水的出口为(填“甲”或“乙”)。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是。

③C中液体的颜色为。

④D装置的作用是。

解析:(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故产品有NaOH、H2和Cl2。

(2)①仪器B为冷凝管,冷却水流动的方向与气体流向相反,可提高气体的冷却程度,因此进水口为乙,出水口为甲。

②橡胶塞和橡胶管都含有不饱和碳碳双键,和溴发生加成反应,即溴能腐蚀橡胶。

答案:(1)H2、NaOH和Cl2(2)①冷凝管甲②Br2能腐蚀橡胶③深红棕色或红棕色④吸收尾气14.福建有广阔的海岸线,建设海峡两岸经济区,海水的综合利用大有可为。

海水中溴含量约为65m g·L-1,从海水中提取溴的工艺流程如下:(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是。

(2)步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2,利用了溴的。

A.氧化性B.还原性C.挥发性D.腐蚀性(3)步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。

写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式: 。

(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是。

A.乙醇B.四氯化碳C.烧碱溶液D.苯解析:(1)由于海水中Br-的含量低,步骤Ⅰ中获得游离态的溴后,步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴,其目的是富集溴元素。

(2)步骤Ⅱ中用热空气吹出Br2,主要是利用了溴的挥发性。

(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。

(4)溴与SO2的水溶液反应的化学方程式为SO 2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr。

(5)乙醇能与水互溶,不能用作萃取剂;NaOH能与Br2反应,故也不能选用烧碱溶液作萃取剂。

答案:(1)富集(或浓缩)溴元素(2)C(3)3 3 1 5 3(4)SO 2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4(5)BD。