2018年高中化學 第二單元 化學與資源開發(fā)利用 2.2.2 海水中溴、鎂及重水的提取同步配套練習 新人教版選修2.doc
第2課時海水中溴、鎂及重水的提取課時過關能力提升1我國十分重視海水資源的綜合利用,下列物質(zhì)不需經(jīng)化學變化就能從海水中獲得的是()A.氯、溴、碘B.鈉、鎂、鋁C.燒堿、氫氣D.食鹽、淡水解析:海水中氯、溴、碘、鈉、鎂、鋁等元素都以離子形式存在,獲得A、B、C三項中的物質(zhì)需發(fā)生化學變化;海水淡化、海水曬鹽發(fā)生的是物理變化。答案:D2由海水制備無水氯化鎂,主要有以下步驟:在一定條件下脫水干燥;加熟石灰;加鹽酸;過濾;濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A.B.C.D.解析:由海水制備無水氯化鎂的主要步驟是先將海水中的成分氯化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸V,即步為第一步驟,過濾,得到氫氧化鎂,再用加鹽酸的方法,將其變?yōu)槁然V溶液,濃縮結(jié)晶,在一定條件下脫水干燥即可得到無水氯化鎂。答案:B3從海水中可以提取溴,主要反應為2Br-+Cl22Cl-+Br2,下列說法中正確的是()A.溴離子具有氧化性B.氯氣是還原劑C.該反應屬于復分解反應D.氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強解析:溴離子不能再得電子,沒有氧化性。反應中氯氣得電子,是氧化劑,溴單質(zhì)為氧化產(chǎn)物,氧化性:Cl2>Br2。該反應屬于氧化還原反應。答案:D4從海水中可獲得的在常溫下為液體的單質(zhì)是()A.MgB.KC.Br2D.I2解析:海水中除含H、O兩種元素外,還含有Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr等元素,其中只有Br2單質(zhì)常溫下為液體。答案:C5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.鹵水與石灰乳混合,過濾,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得鎂解析:A項電解,陰極生成H2;B項中Na首先與水反應,不能置換出Mg;C項中H2不能把Mg還原出來;只有D項合理。答案:D6為了探索月球上是否有生命存在的痕跡,需要分析月球巖石中是否包藏有碳氫化合物(當然這僅僅是探索的第一步)??茖W家用氘鹽酸(DCl)和重水(D2O)溶液處理月球的巖石樣品,對收集的氣體加以分析。結(jié)果只發(fā)現(xiàn)有一些氣體狀態(tài)的碳氘化合物。這個實驗不能用普通鹽酸的理由是()A.普通鹽酸的酸性太強B.普通鹽酸具有揮發(fā)性C.普通鹽酸無法和巖石中的碳化物反應D.無法區(qū)別巖石中含有的是碳化物還是碳氫化合物解析:此處用DCl和D2O的目的,是利用D區(qū)別于H,便于區(qū)別月球巖石中含有碳化物還是碳氫化合物。故選D。答案:D7如圖所示,利用海水可提取很多重要的化工原料。海水粗鹽精鹽氯堿工業(yè)母液Mg(OH)2MgCl26H2O無水MgCl2NaBrBr2飽和Na2CO3溶液吸收Br2下列有關說法正確的是()A.第步中除去粗鹽中的B.第步中工業(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.第步中結(jié)晶出的MgCl26H2O可在空氣中加熱分解制無水MgCl2D.在第步中溴元素被氧化,第、步中既有溴元素被氧化也有溴元素被還原解析:BaCl2應加在Na2CO3之前,A錯誤;鐵為活性電極,不能作陽極,B錯誤;MgCl26H2O在空氣中加熱時易水解,得不到MgCl2,C錯誤。答案:D8溴是海水中的重要元素,海水中溴元素的含量一般為0.067 gL-1,曬鹽濃縮后的苦鹵中含有濃度較高的溴離子,向苦鹵中通入氯氣,可以得到溴單質(zhì)。下列有關說法中不正確的是()A.向苦鹵中通入氯氣,發(fā)生反應的離子方程式為2Br-+Cl22Cl-+Br2B.向苦鹵中通入氯氣時,溴元素的化合價升高,溴元素被氧化C.將溴單質(zhì)從溴水中分離出來,可以利用裂化汽油進行萃取D.苦鹵中通入Cl2后得到的溴單質(zhì)通常要先用熱空氣或水蒸氣吹出吸收以達到富集的目的解析:裂化汽油含有不飽和烴,易與溴水中的溴發(fā)生加成反應,因而不能作萃取劑。答案:C9海水是人類的資源寶庫,若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來,既可解決淡水資源缺乏的問題,又可充分利用海洋資源。.海水淡化歷史最悠久、技術最成熟的方法是。.海水中溴元素以Br-形式存在,工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖:海水溴水混合物含溴的空氣液溴溴水混合物吸收液(1)步驟反應的離子方程式是。(2)步驟反應的化學方程式是。(3)提取溴單質(zhì),采用蒸餾“溴水混合物”,而不蒸餾“溴水混合物”,請說明原因:。解析:.步驟是用Cl2將海水中的Br-氧化成Br2。步驟是利用SO2吸收Br2,發(fā)生的反應為SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,可見該吸收液中c(Br-)比海水中c(Br-)大得多,然后經(jīng)步驟將Br-氧化成Br2,這樣得到富含Br2的溴水混合物,最后進行蒸餾獲得液溴,可節(jié)約能源,降低生產(chǎn)成本。答案:.蒸餾法.(1)2Br-+Cl2Br2+2Cl-(2)SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4(3)“溴水混合物”中Br2的濃度比“溴水混合物”中Br2的濃度大得多,蒸餾時生產(chǎn)成本低10海水中的氘(含HDO 0.03)發(fā)生聚變產(chǎn)生的能量,足以保證人類上億年的能源消費,工業(yè)上可采用“硫化氫水雙溫交換法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四種物質(zhì),在25 和100 兩種不同的溫度下發(fā)生的兩個不同反應得到較高濃度的HDO。(1)從物質(zhì)的微粒構(gòu)成看,H2O、HDO的不同點是。(2)如圖為“硫化氫水雙溫交換法”所發(fā)生的兩個反應中涉及的四種物質(zhì)在反應體系中的物質(zhì)的量隨溫度的變化曲線。寫出100 時所發(fā)生反應的化學方程式:。(3)工業(yè)上富集HDO的生產(chǎn)過程中,可以循環(huán)利用的一種物質(zhì)是。解析:海水中的HDO富集的原理是利用“H2S+HDOHDS+H2O”,高溫下發(fā)生反應H2S+HDOHDS+H2O,低溫下發(fā)生反應HDS+H2OH2S+HDO,從而達到富集的目的。答案:(1)氫原子種類不同、中子數(shù)目不同(2)H2S+HDOHDS+H2O(3)H2S11海水中含有豐富的化學元素,下面是某化工廠從海水中提取氯化鈉、鎂(以MgCl2形式存在)和溴(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖:(1)目前工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水,下列關于離子交換膜電解槽的敘述錯誤的是。A.精制飽和食鹽水進入陽極室B.純水(加少量NaOH)進入陰極室C.陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣D.電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成(2)粗鹽水含Ca2+、Mg2+、(3)工業(yè)上采用電解熔融MgCl2的方法制得金屬鎂,電解槽中陰極的電極反應式為。(4)在母液中通入氯氣時發(fā)生的主要反應的離子方程式為。解析:(1)電解飽和食鹽水的電解槽不能用鐵作陽極,否則鐵會被氧化而溶解。(2)Ca2+Mg2+和電解生成的OH-會反應生成沉淀,形成的沉淀能使隔膜堵塞。除去Ca2+、Mg2+Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液,因為每次所加的除雜試劑都是過量的,過量的試劑必須在后續(xù)反應中除去,所以Na2CO3溶液要在加入BaCl2溶液之后加,以除去過量的Ba2+。(3)Mg2+在陰極被還原為Mg。(4)在母液中通入氯氣時可以得到溴。答案:(1)D(2)形成沉淀使隔膜堵塞BaCl2溶液Na2CO3溶液NaOH溶液(其他合理答案也可)(3)Mg2+2e-Mg(4)2Br-+Cl2Br2+2Cl-12下面是海水提鎂的流程圖:請回答下列問題:(1)上述流程圖中,由貝殼制Mg(OH)2經(jīng)歷了哪些化學變化(用化學方程式表示)、。(2)由MgCl2得到金屬鎂的化學方程式為。(3)從經(jīng)濟效益角度看,該化工廠除了廠址應選擇在海邊外,還采取了哪些措施來提高經(jīng)濟效益:。解析:海水提鎂,最基本的方法就是往海水里加堿,使鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀,將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂,之后經(jīng)過濾、干燥、電解就可得到金屬鎂。利用海邊的貝殼制造生石灰,以降低運輸成本,將電解生成的氯氣與氫氣化合制備鹽酸,再將鹽酸與氫氧化鎂反應制氯化鎂,以實現(xiàn)原料的循環(huán)利用,以及將廠址選在海邊等都是為了提高經(jīng)濟效益。答案:(1)CaCO3CaO+CO2CaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+MgCl2Mg (OH)2+CaCl2(2)MgCl2(熔融)Mg+Cl2(3)對氯氣進行循環(huán)利用