高一化学上海水资源的开发利用同步训练(附答案和解释)

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高一化学上海水资源的开发利用同步训练(附答案和解释)

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海水资源的开发利用
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________


1.许多国家十分重视海水资源的综合利用,不需要化学变化就能从海水中获得的物质是(  )
A.Cl2、Br2、I2   B.Na、Mg、Al
C.食盐、淡水    D.NaOH、H2
2.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(  )
A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
B.海水蒸发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NaCl可制备Cl2
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
3.NaCl是海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(  )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.①②③④⑤   B.①②③④
C.①②③⑤     D.①②④⑤
4.从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 ,从海水中提取溴的主要步骤可表示为(  )
A.氧化→吸收→吹出   B.氧化→吹出→吸收
C.吹出→氧化→吸收   D.吹出→吸收→氧化
5.海水提溴过程中将Br-氧化成Br2,可向其中加入氧化剂,合适的是(  )
A.酸性KMnO4溶液   B.氯水
C.FeCl3溶液        D.碘水
6.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(  )
 

7.甲、乙、丙三溶液各含有一种X-(X-为Cl-、Br-或I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有(  )
A.Br-、I-、Cl-   B.Br-、Cl-、I-
C.I-、Br-、Cl-   D.Cl-、I-、Br-
8.检验海带中碘元素的实验中,发生如下反应:2H++2I-+H2O2===I2+2H2O,下列对该反应的叙述中不正确的是(  )
A.I2为氧化产物
B.H2O2既作氧化剂又作还原剂
C.氧化性强弱顺序为H2O2>I2
D.生成1 mol I2时转移2 mol电
9.化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是(  )
A.石英只能用于生产光导纤维
B.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
10.NaCl是一种化工原料,可以从海水中提取。以NaCl为原料可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是(  )。
 
A.25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应


11.全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65 mg•L-1。其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,再用空气将嗅吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①_________________(写出化学方程式);②3Br2+3CO ===BrO +5Br-+3CO2↑;③BrO +5Br-+6H+===3Br2+3H2O。其中反应②中氧化剂是________;还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:______________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
12.海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
 
(1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。_______________________
(2)实验室将粗盐制成精盐的过程中,溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:
①溶解:_____________________________。
②过滤:_____________________________。
③蒸发:_____________________________。
13.镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
 
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用________,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂的量应________________。
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是__________________。
(3)试剂②选用________;写出其反应的离子方程式____________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后产生镁和氯气,该反应的化学方程式为______________________。
14.空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
 
(1)步骤③的离子方程式:_________________________________。
(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是________。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________(填试剂名称)溶液,以除去氯气。
(4)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:___________________________。
(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_______________________。
(6)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”,请说明原因:
______________________________。
 
参考答案
1.C
【解析】A、B、D中的物质必须经化学变化,才能够从海水中获取。
2.C
【解析】海水中的钾元素是以化合态形式存在,要求化合态转化为游离态,一定发生氧化还原反应,A不正确;海水蒸发制海盐,是发生了物理变化,B错误;电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正确;潮汐发电是将机械能转化为电能,因此D也不正确。]
3.A
【解析】在氯碱工业中,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,H2与Cl2化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)  2Na+Cl2↑。在制纯碱工业中主要利用如下原理:NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。
4.B
【解析】从海水中提取溴,先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质,再用热空气吹出后用碱液吸收。]
5.B
【解析】Fe3+和I2的氧化性都不如Br2的强,C、D不正确;酸性KMnO4溶液能氧化Br-,但不适合工业生产用,KMnO4价格比较贵。]
6.D
【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,萃取后的混合溶液中苯在上层,应从分液漏斗上口倒出,C项错误。]
7.A
【解析】向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,应是溴水的颜色,则甲中必含有Br-,被Cl2置换生成了Br2,由此否定了C、D;再加丙溶液,颜色无明显变化,说明丙溶液中不含I-,否则加入后应被Br2所置换,生成I2,溶液应为蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只能含有Cl-,I-必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有Br-、I-、Cl-。]
8.B
【解析】 ,该反应中I2为氧化产物,H2O2作氧化剂,根据氧化性由强到弱的顺序为氧化剂>氧化产物,所以氧化性H2O2>I2;反应中每生成1 mol I2,转移2 mol电子。]
9.D
【解析】
选项 具体分析 结论
A 石英的主要成分为SiO2,不仅可以用来生产光导纤维还可以生产玻璃、晶体硅等 错误
B 从海水中提取食盐和淡水属于物理变化 错误
C 食品添加剂大量使用会对人体健康造成危害,应该合理使用 错误
D “地沟油”的主要成分为油脂,但其中含有对人体有害的物质,不能食用,但可以利用皂化反应来制造肥皂 正确

10.B
【解析】25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小,A项错误;常温下Cl2不与铁反应,加热条件下则可以反应,C项错误;图中所示转化反应中生成NaHCO3、Na2CO3的反应都是非氧化还原反应,D项错误。
11.(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2 Br2 Br2
(2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
(3)分液漏斗 ②
【解析】工业上提取溴的原理:将氯气通入到富含溴离子的海水中,把溴置换出来,然后被某些溶液吸收,再提纯即可得到。Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,溴与二氧化硫反应的化学方程式:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,方法(3)是利用物理方法,用有机溶剂溶解,因为溴易溶于有机溶剂,作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
12.(1)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤
(2)搅拌,加速固体溶解 引流,防止液体外溅 搅拌,防止因局部过热而使液体或晶体飞溅
【解析】(1)为防止引入新杂质,可用MgCl2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2,然后过滤洗涤得Mg(OH)2。(2)溶解固体时使用玻璃棒是为了加速固体的溶解;在过滤时使用玻璃棒引流,可防止液体外溅;蒸发结晶过程中,使用玻璃棒搅拌,可防止因局部过热而使液体或晶体飞溅。
13.(1)石灰乳   过量   (2)过滤
(3)盐酸    Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
【解析】(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2;为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,应加入过量石灰乳。
(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2,通过过滤将Mg(OH)2分离出来。
(3)用盐酸溶解Mg(OH)2,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O。
(4)工业上电解熔融MgCl2制取Mg,反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。
14.(1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO42-
(2)分液漏斗(3)溴化铁(或其他含Br-的盐类物质)
(4)温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低
(5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(6)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程,可提高效率,减少能耗,降低成本
【解析】占地球储量99%的溴分布在海洋中,从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。步骤①的氯气氧化发生的反应是Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,生成的溴仍溶解在海水中,怎样才能把溴提取出来呢?根据溴的沸点比水低的性质,可以鼓入热空气(步骤②),使它和热空气一起挥发出来,再用SO2吸收(步骤③):Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO42-,这样可以得到较大浓度的含Br-的溶液,进一步用氯气氧化(步骤④),得到Br2,然后蒸馏便得到了液溴。

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