2018高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第四章　非金属及其化合物 课时作业16 Word版含解析

课时作业16　海水资源的开发利用及环境保护

授课提示：对应学生用书第321页]

基础题组]

1．(2017·天津调研)化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是(　　)

A．绿色化学的核心是对环境污染进行综合治理

B．烟、云、雾在阳光照射下可观察到丁达尔现象

C．“温室效应”、“酸雨”的形成都与氮氧化合物有关

D．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”

解析：绿色化学的核心指利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境的污染，A项错；“温室效应”的形成与CO2有关，C项错；制作光导纤维的原料是SiO2，D项错。

答案：B

2．(2017·南京模拟)从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)

A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌

B．在含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应

C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色

D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”

解析：灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧海带。

答案：A

3．(2017·大连一模)海洋是一个巨大的宝藏，期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能从海水中获得的是(　　)

A．单质溴　　B．单质镁

C．烧碱      D．食盐

解析：通入氯气将溴离子氧化为溴单质，是化学变化，故A错误；通过电解熔融的氯化镁得到镁，是化学变化，故B错误；把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水，然后电解，即得烧碱、氢气和氯气，是化学变化，故C错误；把海水经太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，故D正确。

答案：D

4．(2017·银川调研)二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术，下面通过化学反应捕获CO2的反应中，原子利用率达到100%的是(　　)

A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

B．Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

C．Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO

D．2Mg＋CO22MgO＋C

解析：B项中生成物只有一种，无副产物生成，原子利用率达100%。

答案：B

5．(2017·青岛质检)下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是(　　)

解析：氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因；减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生；对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染；禁止施用氮肥不符合农业现状，故D项不科学。

答案：D

6．(2017·德州模拟)NaCl是海水中含量最多的盐，除食用外，它还是海洋化学工业原料，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．全部  B．只有①②③④

C．只有①②③⑤  D．只有①②④⑤

解析：海水中得到NaCl以后，以NaCl为原料电解饱和食盐水可制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Cl2＋H22HCl。

答案：A

7．(2017·哈尔滨模拟)碘是人类发现的第二个生命体必需微量元素。回答下列问题：

(1)碘与氯是同族元素，它们位于元素周期表的第________族；HI的稳定性比HCl________(填“强”或“弱”，下同)，HI的还原性比HCl________。

(2)自然界中的碘有的以NaIO3形态存在于硝石(NaNO3)中，向硝石母液中加入NaHSO3可以制得I2，请写出NaIO3溶液和NaHSO3溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

(3)碘还以碘化物的形态存在于海水中，被海藻类植物吸收而富集，从海带中提取碘的过程如图：

步骤③的操作名称为________；

步骤④发生反应的离子方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

步骤③得到的滤液中c(I－)＝0.004 mol·L－1，取10 mL滤液加入10 mL Pb(NO3)2溶液，若要生成PbI2沉淀，则所加Pb(NO3)2溶液的浓度应大于________mol·L－1已知Ksp(PbI2)＝9.8×10－9]。

解析：(1)氯原子结构图为，最外层7个电子，属于第ⅦA族元素，碘与氯是同族元素，所以它们位于元素周期表的第ⅦA族，同主族元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，但氢化物的还原性越弱，F、Cl、Br、I属于同主族元素，所以HI的稳定性比HCl弱，HI的还原性比HCl强。

(2)碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水，离子方程式为2IO＋5HSO===3H＋＋5SO＋I2＋H2O。

(3)分离固体和液体用过滤；步骤③过滤得到含碘离子的溶液，步骤④MnO2为氧化剂，Mn元素化合价从＋4价降低到＋2价，碘离子为还原剂，碘从－1价I－变为0价碘单质，所以反应为2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O，根据题意，沉淀是PbI2，步骤③得到的滤液中c(I－)＝0.004 mol·L－1，混合后c(I－)＝0.002 mol·L－1，根据Ksp＝cPb(NO3)2]·c2(I－)，则生成沉淀时，混合溶液中的Pb(NO3)2溶液的最小浓度为＝2.45×10－3mol·L－1，因取10 mL滤液加入10 mL Pb(NO3)2溶液，混合前，即原Pb(NO3)2溶液的最小浓度为2×2.45×10－3mol·L－1＝4.9×10－3mol·L－1。

答案：(1)ⅦA　弱　强

(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O

(3)过滤　2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O　4.9×10－3

能力题组]

1．(2017·北京调研)目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其流程图如下：

下列推断不合理的是(　　)

A．热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质

B．SO2吸收溴的反应方程式为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr

C．流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等

D．没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能

解析：溴易挥发，所以用热空气将溴吹出，A项正确；SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，B项正确；流程中SO2被氧化为H2SO4，不可能被循环使用，C项错误；“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，D项正确。

答案：C

2．(2017·烟台一模)工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是(　　)

A．制取镁：海水Mg(OH)2MgOMg

B．冶炼铝：铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al

C．制溴：浓缩海水Br2HBr(aq)Br2

D．制碘：海带海带灰I2(aq)I2

解析：A项制取Mg应电解MgCl2；B项制取Al应电解Al2O3；D项热裂汽油与I2反应，应用CCl4或苯萃取。

答案：C

3．(2017·菏泽质检)“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(　　)

①实验室中收集氨气采用图甲所示装置

②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置

③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验

④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④  B．①②③

C．①②④  D．①③④

解析：因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水溶液变红，①符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，②符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，④符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，③不符合“绿色化学”。

答案：C

4．海洋约占地球表现积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．试剂1可以选用石灰乳

B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2

C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗

D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO

解析：煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来原广泛，故A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，故B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，故D正确。

答案：C

5．(2017·西安模拟)当今世界各国充分认识到海洋资源的重要性，海水的缩合利用是当今的热点话题之一。

(1)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示：

天然海水吸收含硫的烟气后，需要用氧气进行氧化处理，其反应的化学方程式是________________________________________________________________________

________，氧化后的海水需要加入NaOH，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是________________________________________________________________________。

(2)利用氯碱工业产品来处理含SO2的烟气的流程如图所示：

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②上述流程中循环利用的物质是

________________________________________________________________________。

(3)空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法，适合从低浓度含溴溶液中提取溴。

①通入空气吹出Br2，并用Na2CO3吸收的目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②反应③中每生成3 mol Br2，转移电子的物质的量为________ mol；

③为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中________(填字母)。

a．通入HBr  b．加入NaBr溶液

c．加入Na2CO3溶液  d．加入Na2SO3溶液

(4)从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋和Mg2＋等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁：

①从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________________________________________________________________；

②电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂是________(填字母)。

A．Ar  B．CO2

C．空气  D．O2

E．水蒸气

解析：(1)氧气将H2SO3氧化为硫酸，该反应为2H2SO3＋O2===2H2SO4，氧化后的“海水”需中和稀释生成的酸(H＋)后才能排放，即NaOH与硫酸发生中和反应。(2)①氯碱工业产品之一为NaOH，用NaOH吸收SO2，其离子方程式为SO2＋OH－===HSO；②回收装置中NaHSO3溶液与HCl反应生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯碱工业的原料，故循环利用的物质是NaCl溶液。(3)由流程可知，浓缩后与氯气发生2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，从而达到富集溴的目的，反应③中发生5Br－＋6H＋＋BrO===3Br2＋3H2O，溴元素的化合价降低为5－0＝5，每生成3 mol Br2，转移电子的物质的量是5 mol；除去工业Br2中微量的Cl2，不能选碳酸钠、亚硫酸钠，均与溴、氯气反应，a会引入杂质，只有b中NaBr溶液与Cl2反应，然后分液可除去Cl2。(4)①石灰乳能将镁离子转化为沉淀，则在母液中加入石灰乳所起的作用是沉淀Mg2＋；②用作镁蒸气的冷却剂，应不与Mg反应，只有A符合，而Mg与二氧化碳、氧气、水蒸气等均可反应。

答案：(1)2H2SO3＋O2===2H2SO4　NaOH与硫酸发生中和反应

(2)①SO2＋OH－===HSO　②NaCl

(3)①富集溴　②5　③b

(4)①沉淀Mg2＋　②A

6．(2017·济南模拟)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含少量铁、铝、铜等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题：

(1)上述流程脱硫实现了________(填编号)。

a．废弃物的综合利用  b．白色污染的减少

c．酸雨的减少  d．臭氧层空洞的减少

(2)步骤Ⅰ生成无水MnSO4的化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

步骤Ⅳ生成无水MnO2的化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)步骤Ⅱ中，用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是

________________________________________________________________________。

滤渣M的成分是________。铜元素以________形式存在于滤渣N中。(写化学式)

(4)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程，将2.0 m3(标准状况)含SO2的体积分数为60%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量10.44 kg。则在除去铁、铝、铜、镍等杂质的过程中，所引入的锰元素为________kg。

解析：(1)题中流程脱硫，可以使物质中的硫转化为炉渣，然后再综合利用，同时还可以减少产生SO2污染空气，因此实现了废弃物的综合利用和酸雨的减少，答案是ac；(2)步骤Ⅰ中，SO2与MnO2发生氧化还原反应产生MnSO4，化学方程式是MnO2＋SO2===MnSO4；在步骤Ⅳ中MnSO4被酸性KMnO4氧化生成MnO2，反应的化学方程式是2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4；(3)步骤Ⅰ中，MnCO3难溶于水，在溶液中存在沉淀溶解平衡：MnCO3(s)Mn2＋(aq)＋CO(aq)，CO可以与溶液中的H＋发生反应，使溶液的酸性减弱，这样就会促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀，从而能除去溶液中Al3＋和Fe3＋；所以滤渣M的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；当向含有杂质的MnSO4中加入MnS时，MnS溶解电离产生S2－，由于c(S2－)·c(Cu2＋)>Ksp(CuS)，就形成CuS沉淀而进入到滤渣N中；(4)实际反应的SO2的物质的量是n(SO2)＝(2 000 L×60%×89.6%)÷22.4 L·mol－1＝48 mol，根据方程式：MnO2＋SO2===MnSO4可知形成MnSO4的物质的量是48 mol，最终形成MnO2的质量是10.44 kg×1 000 g/kg＝1.044×104 g，根据方程式3MnSO4＋2KMnO4＋2H2O===5MnO2＋K2SO4＋2H2SO4可知，因此消耗硫酸锰的物质的量是(1.044×104 g÷87 g·mol－1)× mol＝72 mol，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素的物质的量是72 mol－48 mol＝24 mol，则其中含有的Mn元素的质量是：m(Mn)＝24 mol×55 g·mol－1＝1 320 g＝1.32 kg。

答案：

(1)ac

(2)MnO2＋SO2===MnSO4　2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4

(3)消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀　Al(OH)3、Fe(OH)3　CuS　

(4)1.32