2018年高中化學(xué) 課時跟蹤訓(xùn)練(五)海水的綜合利用 新人教版選修2.doc
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課時跟蹤訓(xùn)練(五) 海水的綜合利用 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分) 1.下列海水綜合利用的過程中,可不涉及化學(xué)變化的是( ) A.海水制淡水 B.海水制純NaCl C.海水制鎂 D.海水制溴 2.以鹵水為原料,用下列方法制取鎂,其中可行的是( ) A.直接電解鹵水在陰極得鎂 B.向鹵水里加鈉可置換出鎂 C.鹵水與石灰水混合,過濾,洗滌,取沉淀煅燒得氧化鎂,用氫氣還原氧化鎂得鎂 D.鹵水與石灰水混合,過渡,洗滌,取沉淀加鹽酸溶解得MgCl2溶液,將溶液加熱蒸發(fā)濃縮,再冷卻結(jié)晶,晶體在氯化氫氣氛中加熱脫水得無水MgCl2。電解熔融MgCl2得鎂 3.海水是一個巨大的化學(xué)資源庫,下列有關(guān)海水綜合利用的說法錯誤的是( ) A.歷史最悠久的海水淡化方法是蒸餾法 B.海水中的氘(含HDO 0.03‰)發(fā)生聚變的能量,足以保證人類上億年的能源消費,HDO與H2O化學(xué)性質(zhì)不同 C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備金屬鈉 D.從海水中提取鎂可以采用下列方法:海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2―→MgCl2(熔融)Mg 4.離子膜法制燒堿示意圖如下圖所示,有關(guān)說法正確的是( ) A.a(chǎn)口進水 B.b口進精制飽和食鹽水 C.c口出的是Cl-,是由b口進入的 D.d口出的是H2 5.在氯堿工業(yè)中,原料鹽中的雜質(zhì)離子危害很高,能破壞離子膜,以下對Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO除去順序不合理的是( ) A.BaCl2、NaOH、Na2CO3 B.BaCl2、Na2CO3、NaOH C.NaOH、BaCl2、Na2CO3 D.Na2CO3、BaCl2、NaOH 6.[雙選題]從海水中提取的溴占世界產(chǎn)溴量的1/3。已知溴水呈橙色,將SO2氣體通入溴水時,可以觀察到溴水褪色。則下列有關(guān)敘述中正確的是( ) A.SO2使溴水褪色,顯示了SO2的漂白性 B.SO2使溴水褪色,顯示了SO2的還原性 C.從溴水中提取單質(zhì)溴,可以用乙醇進行萃取 D.從海水中提取溴過程中多次涉及了氧化還原反應(yīng) 7.從海水中提取鎂,可按如下步驟進行: ①把貝殼制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、過濾、洗滌沉淀物;③將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶過濾、在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物;④將得到的產(chǎn)物熔融電解得到鎂。下列說法不正確的是( ) A.此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B.第④步電解時陰極產(chǎn)生氯氣 C.①②③步驟的目的是從海水中提取MgCl2 D.以上提取鎂的過程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 8.海洋約占地球表面積的71%,對其進行開發(fā)利用的部分流程如下圖所示。下列說法不正確的是( ) A.可用BaCl2溶液除去粗鹽中的SO B.從苦鹵中提取Br2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 C.試劑1可以選用石灰乳 D.工業(yè)上,電解熔融Mg(OH)2冶煉金屬鎂 9.下列關(guān)于海水綜合利用的敘述不正確的是( ) A.利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時,直接將海水氯化,然后再進行吹出、吸收可得到溴產(chǎn)品 B.從海水中提取的重水可作原子能反應(yīng)堆的中子減速劑和傳熱介質(zhì) C.鹽田法制鹽時,所用的鹽田一般分成貯水池、蒸發(fā)池、結(jié)晶池三部分 D.利用電滲析法、冷凍法制鹽,同時也可以得到淡水 10.如圖所示,利用海水可提取很多重要的化工原料。 下列有關(guān)說法正確的是( ) A.第①步中除去粗鹽中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì),加入的藥品順序為:Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸 B.第②步中工業(yè)上可采用石墨為陰極,鐵為陽極,采用陽離子交換膜的電解裝置 C.第③步中結(jié)晶出的MgCl26H2O可在空氣中受熱分解制無水MgCl2 D.在第④步中溴元素被氧化,第⑤、⑥步中既有溴元素被氧化也有溴元素被還原 二、非選擇題(本題包括4小題,共50分) 11.(10分)全球海水中溴的儲量豐富,約占地球溴總儲量的99%,故溴有“海洋元素”之稱,海水中溴含量為65 mgL-1,其工業(yè)提取法有: (1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中,使溴置換出來,再用空氣將溴吹出,用純堿溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到單質(zhì)溴。該方法涉及的反應(yīng)有: ①________________________(寫出化學(xué)方程式); ②3Br2+3CO===BrO+5Br-+3CO2↑; ③BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O。 其中反應(yīng)②和③的氧化劑分別是________、________。 (2)空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(1),只是將吹出的溴用SO2來吸收,使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸,然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和萃取劑中溶解度不同的原理來進行的,實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是____________________,下列可以用海水中的溴萃取的試劑是________(填序號)。 ①乙醇?、谒穆然肌、巯跛? 12.(12分)海水的綜合利用可以制備金屬鎂,其流程如下圖所示: (1)若在空氣中加熱MgCl26H2O,生成的是 Mg(OH)Cl或MgO,寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ________________________________________________________________________。 用電解法制取金屬鎂時,需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O時,能得到無水MgCl2,其原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去?寫出實驗步驟。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中,在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的: 溶解時:_____________________________________________________________。 過濾時:_____________________________________________________________。 蒸發(fā)時:_____________________________________________________________。 13.(14分)海水中鎂的總儲量約為2.11015 t,目前世界上60%的鎂來自海水。工業(yè)規(guī)模海水提鎂的流程如圖所示: 試回答下列問題: (1)海水提鎂的過程中①、②反應(yīng)的化學(xué)方程式: ①_____________________________________________________________________, ②____________________________________________________________________。 (2)由氯化鎂溶液制取無水氯化鎂固體,其操作過程是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,則加入的生石灰須過量,然后分離得Mg(OH)2沉淀,考慮Ca(OH)2溶解度,應(yīng)該用______________法分離。 (4)金屬鎂、鋁的工業(yè)冶煉方法既有相似之處,又有不同之處,下表是氧化鎂和氯化鎂的熔沸點數(shù)據(jù): 物質(zhì) 氧化鎂 氯化鎂 熔點(℃) 2 852 714 沸點(℃) 3 600 1 412 工業(yè)上煉鎂采用電解熔融氯化鎂,而冶煉鋁則用電解熔融的Al2O3,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14.(14分)海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下: 成分 含量/(mgL-1) 成分 含量/(mgL-1) Cl- 18 980 Ca2+ 400 Na+ 10 560 HCO 142 SO 2 560 Br- 64 Mg2+ 1 272 (1)電滲析法淡化海水示意圖如上圖所示,其中陰(陽)離子交換膜僅允許陰(陽)離子通過。 ①陽極主要電極反應(yīng)式是__________________________________________________。 ②在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀,其成分有________和CaCO3,生成CaCO3的離子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③淡水的出口為________(填“a”、“b”或“c”)。 (2)利用海水可以提取溴和鎂,提取過程如下: ①提取溴的過程中,經(jīng)過2次Br-→Br2轉(zhuǎn)化的目的是________________________,吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________。用平衡移動原理解釋通空氣的目的是____________。 ②從MgCl2溶液中得到MgCl26H2O晶體的主要操作是________、________、過濾、洗滌、干燥。 ③依據(jù)上述流程,若將10 m3海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴,至少需要標準狀況下Cl2的體積為________L(忽略Cl2溶解) 答 案 1.選A A項海水蒸餾可制得淡水,屬物理變化;B項除去海水中的許多金屬雜質(zhì)離子時,需發(fā)生化學(xué)變化;C、D項都是化學(xué)變化。 2.選D A項電解,陰極生成H2;B項中Na首先與水反應(yīng),不能置換出Mg;C項中H2不能把Mg還原出來;所以只有D合理。 3.選B 氕(H)與氘(D)屬于同種元素——氫元素,所以HDO與H2O均屬于水,化學(xué)性質(zhì)相同,B錯誤。 4.選D a口進入的是精制飽和NaCl溶液;b口進入的是含少量NaOH的水;c口出的是淡鹽水;d口出的是H2。 5.選D 除雜原則是每一種試劑必須過量,不能引入雜質(zhì)離子,或者引入的雜質(zhì)離子利用后加試劑能除去。而D選項加入BaCl2后,再加NaOH時不能將過多的鋇離子除去,從而引入新的雜質(zhì)。 6.選BD 將SO2氣體通入溴水時,發(fā)生反應(yīng)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,顯示了SO2的還原性,故A錯、B正確;乙醇與水互溶,不能從溴水中萃取單質(zhì)溴,C錯;從海水中提取溴過程中氯化過程,SO2吸收過程,再氯化過程都發(fā)生了氧化還原反應(yīng),D正確。 7.選B 本題考查海水中提取鎂的過程,原料是海水,來源豐富,A選項正確。涉及的化學(xué)反應(yīng)有Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O,MgCl2+6H2O===MgCl26H2O,MgCl26H2OMgCl2+6H2O↑,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,在第④步電解時,陰極產(chǎn)生的是金屬鎂。從以上分析可知,B選項錯誤,C和D選項正確。 8.選D 工業(yè)上采用電解熔融MgCl2的方法來冶煉金屬鎂,D不正確。 9.選A 利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時,氯氣氧化溴離子在pH=3.5的酸性條件下效果最好;所以在氯化之前要將海水酸化,故A項不正確。 10.選D BaCl2應(yīng)在Na2CO3之前加入,以便除去過量的Ba2+,A不正確;電解飽和食鹽水用鐵作陰極,B不正確;MgCl26H2O在空氣中加熱會發(fā)生水解,C不正確。 11.解析:工業(yè)提取溴的原理:將氯氣通入到富含溴離子的海水中,使溴置換出來,然后被某些溶液吸收,再提純即可。方法(3)是利用物理方法,用有機溶劑溶解,因為溴易溶于有機溶劑,作為海水中溴的萃取劑的只能是②四氯化碳。 答案:(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2 Br2 BrO (2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4 (3)分液漏斗、燒杯?、? 12.解析:(1)海水提取鎂的關(guān)鍵是制得無水MgCl2,由于MgCl2為強酸弱堿鹽,故MgCl26H2O晶體加熱脫水時,因Mg2+的水解不能得到無水MgCl2,工業(yè)生產(chǎn)中通常采用的方法是在不斷通入干燥HCl氣流的條件下加熱脫水,以抑制Mg2+的水解。 (2)除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2時,可根據(jù)Mg(OH)2與Ca(OH)2溶解度的差異,向混合物中加入MgCl2溶液,使溶解度相對較大的Ca(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶的Mg(OH)2和易溶的CaCl2而除去。 (3)實驗室中玻璃棒的主要用途為:①攪拌,目的是加快物質(zhì)的溶解,或使物質(zhì)混合均勻;當進行蒸發(fā)結(jié)晶操作時目的是防止因局部過熱而導(dǎo)致液滴或晶體飛濺。②引流,目的是使液體沿玻璃棒流入接收儀器中,防止外灑,如:過濾、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制等。 答案:(1)MgCl26H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑。 MgCl26H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑ 或Mg(OH)ClMgO+HCl↑ 干燥的HCl氣流抑制了MgCl2的水解,且?guī)ё進gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣,故能得到無水MgCl2 (2)加入MgCl2溶液,充分攪拌、過濾,沉淀用水洗滌 (3)攪拌,加速溶解 引流,防止外灑 攪拌,防止因局部過熱使液滴或晶體飛濺 13.解析:(1)貝殼的主要成分是CaCO3,高溫CaCO3分解生成CaO和CO2,CaO與H2O生成的Ca(OH)2又與Mg2+生成Mg(OH)2,Mg(OH)2和鹽酸反應(yīng)生成MgCl2溶液,進一步制得無水MgCl2,電解MgCl2(熔融)在陰、陽極上分別得Mg和Cl2。 (2)對MgCl2溶液加熱蒸發(fā)得到MgCl26H2O,由于MgCl26H2O在受熱條件下易水解,為防止水解應(yīng)在HCl氣氛中加熱脫水轉(zhuǎn)化為無水MgCl2。 (3)因為Ca(OH)2的溶解度是隨溫度升高而降低,為了減少Ca(OH)2與Mg(OH)2共沉,所以在低溫下過濾,所得Mg(OH)2純度較高。 (4)AlCl3是共價化合物,熔化后不導(dǎo)電,故可電解熔化的Al2O3得鋁單質(zhì);而從表中可看出MgO的熔點較MgCl2高,雖然電解兩種物質(zhì)均可得到單質(zhì)鎂,但熔化MgO比熔化MgCl2消耗更多的能量,從經(jīng)濟角度考慮,一般熔化用電解熔融MgCl2法制Mg。 答案:(1)①CaCO3CaO+CO2↑ ②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (2)先加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到MgCl26H2O,然后在HCl氣氛中加熱得到無水MgCl2 (3)低溫過濾 (4)MgCl2的熔點較MgO的熔點低,熔融MgCl2消耗較少的能量,節(jié)約能源,降低成本;AlCl3是共價化合物,熔融不導(dǎo)電,只能電解熔融(熔于冰晶石中)Al2O3生產(chǎn)鋁 14.解析:(1)電解海水時,陽極:2Cl--2e-===Cl2↑,陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH-(或2H++2e-===H2↑)陰極產(chǎn)生的OH-與Mg2+、HCO等離子反應(yīng)從而生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀。 (2)10 m3海水中含有Br-的質(zhì)量為: 10103 L0.064 g/L=640 g, n(Br-)=8 mol, 根據(jù)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-和2次氧化可知消耗Cl2的總物質(zhì)的量為8 mol,故標準狀況下Cl2的體積為179.2 L。 答案:(1)①2Cl--2e-===Cl2↑ ②Mg(OH)2 Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O?、踒 (2)①對溴元素進行富集 SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+SO 通入空氣將Br2蒸氣帶出,使Br2(g)Br2(aq)或Br2+H2OHBr+HBrO平衡向左移動?、诩訜釢饪s 冷卻結(jié)晶?、?79.2- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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