高中化学人教版 (新课标)必修2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资源第2课时课后练习题

第2课时　海水资源的开发利用

基础过关练

题组一　海水水资源的利用

1.下列叙述不正确的是(　　)

A.地球上99%的溴元素以溴单质形式存在于海洋中

B.在每升海水中含量低于1 mg的元素称为海水中的微量元素

C.海水是锂元素的一个重要来源

D.世界上生产的镁大部分来自海水

2.下列哪种方法不能实现海水的淡化(　　)

A.蒸馏法           B.电渗析法

C.离子交换法  D.电解法

3.下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)

A.从海水中可以得到NaCl

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.海水中含有碘元素,只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质

D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

题组二　溴、碘、镁的提取

4.(2020陕西榆林高一期末)从海水中提取溴不需要经历的步骤是(　　)

A.浓缩 B.氧化 C.升华 D.提取

5.医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人应多食海带,这是由于海带中含有较丰富的(　　)

A.碘元素       B.铁元素          C.钾元素       D.锌元素

6.(2020浙江温州高三月考)灼烧干海带,不需要用到的仪器是(　　)

A.干燥器       B.坩埚                    C.泥三角          D.坩埚钳

7.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中,不正确的是(　　)

A.制石灰乳:CaO+H2O Ca(OH)2

B.制Mg(OH)2:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2

C.制MgCl2:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O

D.在MgCl2溶液中加Na制Mg:MgCl2+2Na 2NaCl+Mg

题组三　海水资源的开发利用

8.下列不属于海水化学资源利用的是(　　)

A.海水淡化               B.海水提盐

C.海水提溴                    D.海水提碘

9.(2020江苏苏州高一期末调研)海水是一个巨大的宝库。下列物质不需要经过化学反应就能从海水中获得的是(　　)

A.氯气 B.粗盐 C.钠         D.氢气

10.(2020天津河西高三月考)下图所示为海水综合利用的部分流程,下列有关说法正确的是(　　)

A.实验室进行步骤①需要坩埚、玻璃棒等仪器

B.步骤②是一个将化学能转化为电能的过程

C.步骤③、⑤涉及的化学反应均为氧化还原反应

D.步骤④中的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H++S+2Br-

11.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

12.海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如下:

(1)步骤Ⅰ获得Br2的反应的离子方程式为                                                             　。 

(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　。在该反应中,氧化剂是　　　　(填化学式);若反应中生成2 mol HBr,则消耗　　mol SO2。 

(3)根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是　　　　。 

13.(2020福建莆田高二期中)海水中蕴含着丰富的矿物质。从海水中提取镁的主要过程如下:

(1)过程Ⅱ中,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀的离子方程式是　　　　　　　　　　。 

(2)过程Ⅱ中,分离得到Mg(OH)2沉淀的实验操作名称是　　　　。 

(3)下列说法中,正确的是　　　　。 

a.过程Ⅰ发生的是物理变化

b.过程Ⅲ中主要发生分解反应

c.过程Ⅳ可以通过电解得到镁

d.过程Ⅰ~Ⅲ的目的是富集、提纯MgCl2

(4)理论上生产24 kg Mg,需要消耗MgCl2的物质的量是　　　　mol。 

能力提升练

1.(疑难1,★★☆)下列有关海水淡化的叙述不正确的是(　　)

A.离子交换法淡化海水发生了化学变化

B.海水淡化可为人类提供更多的淡水资源

C.利用太阳能蒸发原理淡化海水属于物理变化

D.将海水中的盐分离出来不能达到海水淡化的目的

2.(2020河北邢台高三月考,疑难1、2,★★☆)海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.海带灼烧后的灰烬中碘元素以I2形式存在

B.从海水中制得的氯化钠可以用于生产漂白粉

C.以淡化后的浓海水为原料可以提高制溴的效益

D.淡化海水的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法

3.(2020山东潍坊中学高一月考,疑难2,★★☆)工业海水制镁的过程中,没有涉及的反应类型是(　　)

A.置换反应  B.分解反应

C.复分解反应 D.化合反应

4.(2020山东枣庄高三期末,疑难2,★★☆)实验室中从海带里提取碘的部分流程如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.步骤①灼烧海带需要用蒸发皿

B.步骤③主要操作为分液

C.步骤④在进行氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等

D.步骤⑤可以加入酒精作萃取剂

5.(2020湖南长沙高二期末联考,疑难2,★★☆)溴是海水中重要的非金属元素,地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中,所以人们称溴为“海洋元素”。下列有关说法中正确的是(　　)

A.从海水中提取溴时,涉及的氧化还原反应只有一个

B.苯与溴水反应生成溴苯

C.可以用CCl4萃取溴水中的溴

D.向FeBr2溶液中通入Cl2时,一定发生如下反应:2F+4Br-+3Cl2 2F+ 2Br2+6Cl-

6.(2019浙江余姚中学月考,疑难2,★★☆)镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。实验室中模拟海水提镁的主要步骤如下:

(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　。 

7.(2020海南新高考线上诊断,疑难2,★★☆)海洋是一个巨大的化学资源宝库,如下是海水资源综合利用的部分流程图。

海水 苦卤(Ca2+、Mg2+、Br-) Br2 Br- Br2

(1)由海水提取的粗盐中常含有S等,可以加入　　　　(填化学式)除去,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

(2)步骤①反应的离子方程式为　　　　　　　。 

(3)步骤②中溴单质被SO2还原为Br-,SO2被氧化为S,从该反应原理中不能得出溴的非金属性强于硫,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。当有0.25 mol SO2被氧化时,转移的电子的物质的量为　　　　mol。 

8.(2019江苏沭阳高一期中调研,疑难2,★★☆)海带具有从海水中富集碘的能力,下面是某化学实验小组在实验室中以海带为原料提取碘单质的流程:

试回答:

(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①　　　　　　,⑤　　　　　　。 

(2)步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、　　　　　　和　　　　　　。 

(3)若海带中的碘以碘化钠形式存在,写出步骤④中发生反应的化学方程式并用双线桥法表示该反应电子转移的方向与数目:　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)操作⑤中所用的有机试剂可以是　　　　　　　(填字母)。 

A.乙醇                 B.苯

C.四氯化碳                 D.NaOH溶液

(5)步骤⑥的操作是分液,分液时要将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准,此操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.A　地球上99%的溴元素以溴离子形式存在于海洋中。

2.D　蒸馏法、电渗析法和离子交换法都能除去海水中的盐分,使海水淡化,电解法不能除去海水中的盐分,不能使海水淡化。

3.A　海水中富含氯化钠,海水蒸发结晶可得到NaCl,A项正确;海水蒸发制海盐的过程中只发生了物理变化,B项错误;海水中的碘元素以I-形式存在,需加入氧化剂才能获得单质碘,C项错误;潮汐发电是将潮汐能转化为电能,D项错误。

4.C　海水中溴元素以Br-形式存在,且浓度较低,浓缩后通入氧化剂氧化Br-,得到溴水,然后用有机溶剂从溴水中提取溴,进行萃取和分液操作,整个提取过程中不需要升华。

5.A　甲状腺肿大患者缺少碘元素,海带中含有较丰富的碘元素。

6.A　海带灼烧时放在坩埚中,坩埚放在泥三角上,泥三角放在三脚架上,三脚架下放酒精灯,坩埚钳用于移动坩埚,整个实验过程中不用干燥器。

7.D　钠是活泼金属,在水溶液中和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,得不到金属镁,金属镁常通过电解熔融氯化镁来制取。

8.A　海水淡化是海水水资源的利用,而海水提盐、海水提溴、海水提碘均是海水化学资源的利用,A项符合题意。

9.B　电解饱和食盐水能得到H2、Cl2和NaOH,电解熔融NaCl可制得金属Na,均发生化学变化,直接利用海水晒盐可得到粗盐,只发生物理变化,故B项符合题意。

10.C　结合流程图可知①为过滤,用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒等,但不用坩埚,A项错误;步骤②为电解,是将电能转化为化学能的过程,B项错误;步骤③、⑤的离子方程式均为2Br-+Cl2 2Cl-+ Br2,属于氧化还原反应,C项正确;步骤④中的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H++S+2Br-,D项错误。

11.B　实验室中的蒸发操作与“海水晒盐”的原理是相似的。

12.答案　(1)Cl2+2Br- 2Cl-+Br2

(2)Br2+SO2+2H2O H2SO4+2HBr　Br2　1

(3)Cl2>Br2>SO2

解析　海水淡化可得到NaCl,电解熔融的NaCl可得到Na和Cl2,利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br-得到Br2,发生的离子反应为Cl2+2Br- Br2+2Cl-,然后通入空气吹出Br2,再用SO2水溶液吸收Br2,发生反应Br2+SO2+2H2O H2SO4+2HBr,该反应中氧化剂为Br2,还原剂为SO2,反应中每生成2 mol HBr,则消耗1 mol SO2,最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2,蒸馏即可得到工业溴。通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>SO2。

13.答案　(1)Mg2++Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+　(2)过滤　(3)acd　(4)1 000

解析　(1)结合题图可知过程Ⅱ是用Ca(OH)2制更难溶的Mg(OH)2,其离子方程式为Mg2++Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+。(2)将不溶物从溶液中分离出来,需采取过滤操作。(3)过程Ⅰ是浓缩富集海水,为物理变化,a正确;过程Ⅲ是Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl2的过程,发生复分解反应,b错误;电解熔融MgCl2得到单质镁和氯气,c正确;过程Ⅰ~Ⅲ都是为了将海水中的MgCl2富集、提纯,便于电解法获得Mg,d正确。(4)根据镁原子守恒,要得到=1 000 mol的镁,理论上需电解1 000 mol MgCl2。

能力提升练

1.D　使用离子交换树脂与海水中的离子进行交换,属于化学变化,A正确;利用海水淡化将海水转化为我们稀缺的淡水,可为人类提供更多的淡水资源,B正确;利用太阳能蒸发海水是将海水变成水蒸气,然后液化成液态水,属于物理变化,C正确;海水淡化是将水与盐分离,D错误。

2.A　海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在,需用氧化剂氧化为碘单质,A项错误;电解饱和食盐水生成Cl2,Cl2与石灰乳反应生成漂白粉,B项正确;淡化后的浓海水中Br-浓度大,可以提高制溴的效益,C项正确;淡化海水是使水与盐类物质分离,常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,D项正确。

3.A　工业海水制镁的过程中涉及的主要化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑、CaO+H2O Ca(OH)2、MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2、Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O、MgCl2 Mg+Cl2↑,故不涉及置换反应。

4.C　灼烧海带应在坩埚中进行,A项错误;步骤③是将海带灰悬浊液转化成含I-的水溶液,需进行过滤操作,B项错误;步骤④是I-被氧化成I2,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等,C项正确;酒精与原溶剂水互溶,不能用作萃取剂,D项错误。

5.C　海水提溴中涉及的氧化还原反应有Cl2氧化Br-、SO2吸收溴蒸气、Cl2氧化浓缩海水中的Br-,A项错误;苯只能与液溴在催化剂作用下发生取代反应,B项错误;溴在CCl4中溶解度比在水中大,可用CCl4萃取溴水中的溴,C项正确;还原性:Fe2+>Br-,少量Cl2只氧化Fe2+,Cl2过量时Fe2+和Br-全被氧化,D项错误。

6.答案　(1)NaOH溶液　过量

(2)过滤

(3)盐酸　Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O

(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑

解析　(1)实验室中可加入NaOH溶液使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2;为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,应加入过量NaOH溶液。(2)加入NaOH溶液产生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来制取Mg,反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。

7.答案　(1)BaCl2　Ba2++S BaSO4↓　(2)Cl2+2Br- 2Cl-+Br2　(3)SO2与Br2的反应不是单质之间的置换反应,因此,不能得出溴的非金属性比硫强　0.5

解析　(1)除去NaCl中的S,应该选用BaCl2,其离子方程式为Ba2++S BaSO4↓。(2)步骤①中通入Cl2时,Cl2把Br-氧化为Br2,其离子方程式为Cl2+2Br- 2Cl-+Br2。(3)SO2与Br2的反应不是单质间的置换反应,因此,不能得出溴的非金属性比硫强。当SO2参与反应时,硫由+4价升高到+6价,则当有0.25 mol SO2被氧化时,转移的电子为0.25 mol×2=0.5 mol。

8.答案　(1)灼烧　萃取　

(2)漏斗　玻璃棒　

(3)　

(4)BC　

(5)保持分液漏斗内外相通,便于液体顺利流下

解析　(1)结合提取碘的流程图可知①为灼烧,⑤为萃取。(2)步骤③为过滤操作,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。(3)步骤④是用Cl2将NaI中的I-氧化为I2,该反应中的电子转移情况可表示为。(4)操作⑤为萃取,所用的有机试剂可以是苯或四氯化碳,乙醇与水互溶,NaOH溶液不是有机试剂且与碘反应,故B、C正确。(5)分液时要将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准,此操作是为了保持分液漏斗内外相通,便于液体顺利流下。