高中化学人教版 (2019)必修 第二册第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用课时练习

第一节　自然资源的开发利用

课时2　海水资源的开发利用

【基础巩固】　

1.(2022·广东汕头)所谓海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程(又称海水脱盐),其方法较多,如反渗透法、水合物法、电渗析法和压渗析法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是 (     )

A.过滤法　  　B.蒸馏法　  　 C.分液法　  　D.冰冻法

答案:B

2.许多国家十分重视海水资源的综合利用,下列不需要经过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

答案:C

3.(2022·广东广州)海水是巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法正确的是 (    )

A.从海水中获得淡水的过程发生了化学变化

B.海水中含有溴单质,通入空气和水蒸气可将溴单质吹出

C.海水晒盐可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属Na

D.利用海水、铝、空气制成航标灯的原理是将电能转化为化学能

解析:A项,从海水中获得淡水是利用蒸馏的方法,该过程属于物理变化,并未发生化学变化,错误;B项,海水中并不含有溴单质,而是含有大量的溴离子,需先通入氯气将溴离子氧化为溴单质,然后通入空气和水蒸气可将溴单质吹出,错误;C项,海水晒盐可以得到NaCl,电解熔融NaCl:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,可制备金属Na,正确;D项,利用海水、铝、空气制成航标灯是利用原电池的原理,将化学能转化为电能,错误。

答案:C

4.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,你认为下列证明海带的灰烬中是否含有碘元素的操作中正确的是 (    )

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,再加入淀粉溶液,呈蓝色,证明含有碘元素

解析:海带的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的,所以A、B、C项均不正确;D项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。

答案:D

5.(2022·广东江门)浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,工业上常用浓缩海水提取溴。

浓缩海水粗产品溴溴蒸气物质X…产品溴

下列说法错误的是 (     )

A.海水的淡化方法主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等

B.步骤②中体现了溴易挥发的性质

C.①~④目的是富集溴元素

D.步骤③反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O2HBr+2H++S

解析:A项,海水的淡化方法主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等,正确;B项,步骤②中热空气能将溴吹出,体现了溴易挥发的性质,正确;C项,①~④过程溴的浓度逐渐增大,是溴元素的富集过程,正确;D项,溴化氢是强酸,所以步骤③反应的离子方程式应为Br2+SO2+2H2O2Br-+4H++S,错误。

答案:D

6.溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65 mg·L-1。在实验室模拟海水中溴的提取,

实验方法:将适量新制氯水加入20 mL富含溴离子的海水中(海水可以用0.1 mol·L-1的NaBr溶液代替),把溴置换出来。氯水中的氯气作

　　　　剂,涉及反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 

得到的单质溴可以用有机溶剂在　　　　(填仪器名称)中实现萃取富集,萃取试剂用　　　　、苯等,得到的有机层显　　　　色。 

答案:氧化　Cl2+2Br-2Cl-+Br2　分液漏斗　四氯化碳　橙

【拓展提高】

7.(2022·广东东莞)利用海水提取溴和镁的过程如下图,下列说法错误的是 (     )

A.工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁

B.工业溴中含有少量Cl2,可用NaOH溶液除去

C.富集溴元素过程中,空气吹出法利用了溴易挥发的性质

D.若提取1 mol工业溴,至少需要标准状况下44.8 L的Cl2

解析:A项,Mg为活泼金属,工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属Mg,正确;B项,溴、氯气均与NaOH溶液反应,不能除杂,错误;C项,溴易挥发,因此在富集溴元素过程中,可以用空气吹出法,正确;D项,由流程可知,若提取1 mol溴,需要通入两次氯气,则至少需要标准状况下氯气为2 mol×22.4 L·mol-1= 44.8 L,正确。

答案:B

8.(2022·广东深圳)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。下图为从海带中提取碘的工业生产流程,下列有关说法错误的是(    )

A.生产过程中通常将干海带粉碎的目的是增大海带与水的接触面积

B.干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验

C.工业上不直接从海水提取碘的原因是海水中碘的浓度很低

D.从海带中提取碘的过程利用了氧化还原反应原理

解析:A项,干海带粉碎的目的是增大海带与水的接触面积,有利于海带中的碘化物充分溶于水中,正确;B项,淀粉遇到碘单质变蓝,与碘离子不发生颜色反应,所以不能用淀粉检验碘离子,错误;C项,海水中的碘化物的浓度很低,不能直接提取,应浓缩后再提取,正确;D项,碘离子转化为碘单质的反应属于氧化还原反应,正确。

答案:B

9.海水中含有丰富的化学元素,某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr形式存在)及综合利用的生产流程简图如图所示。

请回答下列问题。

(1)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2·6H2O晶体,需要进行的实验操作依次为　　　　(填字母)。 

A.蒸馏　  B.灼烧  　C.过滤　  D.蒸发　  E.冷却结晶

(2)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等,可进一步加工制得一些重要的产品。下图是上述四种物质的溶解度曲线图,若将母液加热升温到60 ℃以上,随着水分的蒸发,会逐渐析出晶体,此晶体的主要成分是　             。 

(3)过滤上述晶体后,将滤液降温到30 ℃以下,又逐渐析出晶体,用一定

量的冷水洗涤该晶体,最后可得到比较纯净的　　　　晶体。 

答案:(1)DEC　(2)MgSO4、NaCl　(3)KCl

【挑战创新】

10.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: 　                           。 

答案:(1)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S(2)分液漏斗

(3)溴化钾(或其他含Br-的盐类物质)

(4)温度过高,大量水蒸气随溴被蒸出,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