人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第2课时巩固练习

第2课时　海水资源的开发利用

合格考达标练

1.(2021山东枣庄高一期末)海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)

A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B.海水通过蒸馏法制取淡水的过程中发生了化学变化

C.从海水中可以得到MgCl2,电解熔融MgCl2可制备Mg

D.海水中含有溴元素,只需经过物理变化就可以得到溴单质

答案C

解析潮汐发电是水流的动能转化为电能,A错误;海水通过蒸馏法制取淡水的过程,只发生了物理变化,不涉及化学变化,B错误;从海水中获得MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg和Cl2,C正确;海水中溴元素以Br-的形式存在,应通过化学反应转化为Br2,D错误。

2.许多国家十分重视海水资源的综合利用,下列不需要发生化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　)

A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝

C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水

答案D

3.下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是(　　)

A.利用海水波浪发电是将动能转化为电能

B.从海水中提取溴单质一定伴有化学变化

C.从海水中提取Mg时,最终通过电解熔融态的MgO得到Mg

D.积极研发海水直接冷却技术,可减少煤炭的使用量,有利于环境保护

答案C

解析MgO熔点高,一般通过电解熔融态的MgCl2制得Mg。

4.(2021山东烟台高一期末)空气吹出法是目前用于从海水中提取溴的最成熟的工业方法,其工艺流程如下:

下列说法错误的是(　　)

A.X可为SO2,吸收塔里发生反应的离子方程式:SO2+Br2+2H2O4H++S+2Br-

B.步骤Ⅰ与步骤Ⅲ中发生的主要反应相同

C.操作Ⅰ中将液溴分离出来的方法可用乙酸进行萃取、分液然后再蒸馏

D.该工业上每获得1 mol Br2,需要消耗标准状况下Cl2的体积大于44.8 L

答案C

解析X可为SO2,二氧化硫吸收吹出塔中吹出的溴蒸气生成硫酸和氢溴酸,发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H++S+2Br-,A正确;步骤Ⅰ与步骤Ⅲ中发生的主要反应都是2Br-+Cl2Br2+2Cl-,B正确;乙酸易溶于水,不能用乙酸萃取溴水中的溴,C错误;步骤Ⅰ与步骤Ⅲ中发生的主要反应都是2Br-+Cl2Br2+2Cl-,由于Cl2能与水反应,因此工业上每获得1 mol Br2,需要消耗标准状况下Cl2的体积应大于44.8 L,D正确。

5.NaCl是从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(物质)是(　　)

①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸

A.①②③④⑤ B.只有①②③④

C.只有①②③⑤ D.只有①②④⑤

答案A

解析电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2;H2、Cl2可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3,NaHCO3受热分解可得Na2CO3;电解熔融的NaCl可制备金属钠。

6.某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤,得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案,你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(　　)

A.取适量滤液,蒸干,观察是否有紫色固体生成

B.取适量滤液,加入苯,振荡,静置,苯层无色,证明不含碘元素

C.取适量滤液,向其中加入淀粉溶液,无明显现象,证明不含碘元素

D.取适量滤液,加入酸化的H2O2溶液,再加入淀粉溶液,呈蓝色,证明含有碘元素

答案D

解析海带灰烬中含有的碘元素是以I-形式存在的,不是以单质形式存在,所以A、B、C均不正确;D中发生了氧化还原反应H2O2+2I-+2H+I2+2H2O,产生了I2,使淀粉溶液呈蓝色。

7.从海水中可以获得淡水、食盐,也可提取镁等物质。

(1)海水淡化的方法主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填一种)。 

(2)从海水中提取镁的流程如图所示:

流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是　　　;写出反应②的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法等)

(2)过滤　MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

解析(1)海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

(2)从沉淀池中分离出Mg(OH)2沉淀使用过滤方法,反应②的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。

等级考提升练

8.(2021广东佛山顺德区高一期末)实验室中,从海带里提取碘的部分流程如图所示,下列说法不正确的是(　　)

A.步骤①灼烧海带需要用坩埚

B.步骤③主要操作为过滤

C.步骤④主要反应为2I-+H2O2+2H+2H2O+I2

D.步骤⑤可以加入酒精萃取I2

答案D

解析步骤①为灼烧,需要将干海带放入坩埚中灼烧,A正确;步骤③将海带灰悬浊液中的含碘离子的水溶液与不溶物分离,主要操作为过滤,B正确;步骤④是含碘离子的水溶液在酸性条件下被双氧水氧化生成碘单质,主要反应为2I-+H2O2+2H+2H2O+I2,C正确;酒精能与水以任意比互溶,不能用于萃取水溶液中的碘单质,D错误。

9.(2021山东淄博高一期末)侯德榜改进的制碱工艺打破了西方对我国的技术封锁,至今仍在使用。工业上从海水中制备纯碱和金属镁的流程如下图所示:

下列说法不正确的是(　　)

A.流程Ⅰ依次向粗盐水中加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液并过滤

B.流程Ⅱ体现了侯德榜制碱法

C流程Ⅱ中吸氨与碳酸化的顺序互换,物质不变,不影响反应结果

D.流程Ⅳ、Ⅴ的目的是富集镁元素

答案C

解析粗盐水中含有NaCl、CaCl2和MgCl2等,要依次加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液,沉淀后过滤,除去MgCl2和CaCl2,A正确;流程Ⅱ中精盐水吸收NH3后,再碳酸化,得到NaHCO3晶体,发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,B正确;NH3易溶于水,CO2在水中的溶解度不大,故流程Ⅱ中吸氨和碳酸化顺序不能颠倒,C错误;母液中含有MgCl2,流程Ⅳ和Ⅴ的目的是富集镁元素,D正确。

10.从淡化海水中提取溴的流程如下:

淡化
海水低浓度Br2含Br-等的溶液Br2的浓溶液液溴

下列有关说法不正确的是(　　)

A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液

B.步骤Ⅲ的离子方程式:2Br-+Cl22Cl-+Br2

C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L

D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏

答案C

解析Na2SO3+Br2+H2ONa2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ根据氯的非金属性比溴强,可以利用置换反应制取Br2,B正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2,但未给出氯气所处的温度和压强,无法计算Cl2的体积,C错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有机溶液,再经蒸馏可得到纯净的溴,D正确。

11.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是(　　)

A.除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段

C.③④⑤中溴元素均被氧化

D.蒸馏法是技术最成熟也是最具有发展前景的海水淡化方法

答案B

解析A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A项错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B项正确;流程图的第④步中溴元素被还原,C项错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。

12.海洋资源的利用具有广阔前景。

(1)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化,该反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)下图是从海水中提取镁的简单流程。

①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是　　　,Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 

②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。 

(3)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:

①灼烧海带时所用的主要仪器的名称是　　　。 

②向酸化的滤液中加H2O2溶液,写出该反应的离子方程式:　。 

答案(1)Cl2+2Br-Br2+2Cl-

(2)①石灰乳　Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O

②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

(3)①坩埚

②2I-+H2O2+2H+I2+2H2O

解析(1)氯气具有强氧化性,能和溴离子发生置换反应生成溴,离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。

(2)①工业上常用石灰乳沉淀Mg2+,Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。②镁是活泼金属,可通过电解熔融氯化镁冶炼镁,电解反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。

(3)①灼烧固体时所用的主要仪器的名称是坩埚。②向酸化的滤液中加入过氧化氢溶液,可将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O。

13.(2021广州五校高一期末联考)海洋约占地球表面积的71%,海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。

(1)海水淡化的方法主要有　　　　、　　　　、　　　　等。(填具体操作名称) 

(2)镁及其合金是一种用途广泛的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:

①工业上为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂a通常选用廉价的　　　　　　　。 

②试从节约能源、提高金属镁的纯度分析,以下适宜的冶镁方法是　　　　　　　。 

A.Mg(OH)2MgOMg

B.Mg(OH)2MgOMg

C.Mg(OH)2MgCl2Mg

D.Mg(OH)2MgCl2Mg

(3)溴及其化合物用途十分广泛,我国正在大力开展海水提溴的研究和开发工作。工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:

某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去):

①A装置中通入a气体的目的是(用离子方程式表示)　　　　　　　　　　　　　　; 

②A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气。通入热空气的目的是　　　　　　　　　　　; 

③反应过程中,B装置中有S生成,检验S的方法是　　　　　　　　　　　　　; 

④C装置的作用是　　　　　　　。 

答案(1)蒸馏法　电渗析法　离子交换法

(2)①石灰乳　②C

(3)①Cl2+2Br-2Cl-+Br2　②吹出Br2

③取少量B装置中反应后的溶液置于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明有S

④吸收未反应的Cl2、Br2和SO2

解析(2)①使MgSO4转化为Mg(OH)2,应选择碱,则试剂a可选择廉价的石灰乳;②镁是活泼金属不能用还原法制取,MgO的熔点高,不能利用电解熔融氧化镁的方法冶炼镁,应该用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,适宜的冶镁方法是C。

(3)①要想使溴离子变成溴单质,则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质,氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质,离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2。②溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是吹出Br2;③溴有强氧化性,能和二氧化硫发生氧化还原反应而生成溴离子和硫酸根离子,硫酸根离子和盐酸酸化的氯化钡溶液反应生成难溶性的白色硫酸钡沉淀,所以检验硫酸根离子的方法为:取少量B装置中反应后的溶液置于试管中,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明有S;④氯气不可能完全反应,氯气和溴离子反应生成溴单质,未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒,不能直接排放到空气中,且这几种物质都能和碱反应,则C装置是尾气处理装置,吸收未反应的Cl2、Br2和SO2。

新情境创新练

14.海水中有丰富的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。

以下为工业上从海水中提取液溴的流程图,已知:溴的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性。

图1

图2

(1)某同学利用“图1”装置进行实验,当进行步骤①时,应关闭活塞　　　,打开活塞　　　　　　。 

(2)步骤③中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)从“溴与水混合物Ⅰ”到“溴与水混合物Ⅱ”的目的是　。 

(4)步骤⑤用“图2”装置进行蒸馏,C处蒸馏烧瓶中已加入碎瓷片,尚未安装温度计,此外装置C中还有一处改进后效果会更好,应该如何改进?

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)bd　ac

(2)SO2+Br2+2H2OS+4H++2Br-

(3)浓缩Br2或富集溴

(4)酒精灯加热改为水浴加热