2019-2020年高中化学 2.2海水的综合利用规范训练 新人教版选修2.doc

2019-2020年高中化学 2.2海水的综合利用规范训练 新人教版选修2考查点一海水制盐及食盐资源的利用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D2离子膜法制烧碱示意图如下图所示，有关说法正确的是 ()。Aa口进水Bb口进精制饱和食盐水Cc口出的是Cl，是由b口进入的Dd口出的是H2解析a口进入的是精制饱和NaCl溶液；b口所进的是含少量NaOH的水；c口出的是淡盐水；d口出的是H2。答案D3在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对Ca2、Mg2、Fe3、SO42除去顺序不合理的是 ()。ABaCl2、NaOH、Na2CO3BBaCl2、Na2CO3、NaOHCNaOH、BaCl2、Na2CO3DNa2CO3、BaCl2、NaOH解析除杂原则是每一种试剂必须过量，不能引入杂质离子，或者引入的杂质离子利用后加试剂能除去。而D选项加入BaCl2后，再加NaOH时不能将过多的钡离子除去，从而引入新的杂质。答案D4氯碱工业中关于电极材料的选用，下列说法合理的是 ()。A两极可用任意可导电固体材料B阳极必须用惰性电极C阴极必须用惰性电极D石墨阳极比金属阳极更节电解析阳极发生氧化反应，反应式为2Cl2e=Cl2，故阳极需用惰性电极，阴极则不必。惰性金属阳极比石墨阳极在耐腐蚀性、节电等方面性能更好。答案B5氢氧化钠是一种用途十分广泛的化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多数采用离子交换膜电解槽。(1)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是_ _。阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是_。(2)为使电解氯化钠的速率加快，下列措施可行的是_。a增大阴极碳钢网的面积b提高饱和氯化钠溶液的温度c加大阴极与阳极间的距离d提高电解时电源电压(3)如果将某离子交换膜电解槽的电解时电压增大到原来的2倍；电解时的电流强度增大到原来的2倍；电解时温度从30 提高到60 ，则电解速率一定会达到原来的2倍的是_。解析电解时H、Cl分别在阴阳两极上得失电子，产生H2和Cl2，阳极材料必须选择不易被Cl2腐蚀的材料；增大面积、提高温度、增大电压都有利于加快电解食盐水的速率。当电解时电压增大到原来的2倍，电解池的电阻可能发生变化，电解时的电流强度不一定增大到原来的2倍；电解时温度从30 提高到60 ，电解池的内阻会有所降低，但并不一定恰好降低为原来的一半；当电解时的电流强度增大到原来的2倍，单位时间内流过电路的电量恰好为原来的2倍，发生反应的物质的量也恰好为原来的2倍，即反应速率为原来的2倍。答案(1)阳极产生的Cl2不易腐蚀钛既能防止H2、Cl2混合爆炸，又能避免Cl2与NaOH反应(2)abd(3)6(1)电解饱和食盐水之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，使用的试剂和操作有a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，d.过滤，其合理的加入顺序为_(填字母代号)。(2)电解饱和食盐水时离子交换膜的作用是_。(3)电解饱和食盐水时，如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min在阳极可产生11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的pH是(设体积维持不变)_。(4)Cl2常用于自来水的杀菌消毒，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中还原产物均为Cl，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_。解析(4)Cl22Cl，ClO2Cl，故所需Cl2和ClO2的物质的量之比为52。答案(1)badc(2)防止Cl2与NaOH反应防止Cl2与H2混合爆炸(3)13(4)52考查点二海水提镁7世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：把贝壳制成石灰乳在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤在氯化氢热气流中干燥晶体电解上述晶体的熔融物。下列说法不正确的是 ()。A镁元素在元素周期表中位于第3周期，A族B向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净C在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是抑制MgCl2水解D步骤也可以采用电解该晶体水溶液的方法解析D项中操作的反应化学方程式是MgCl22H2OMg(OH)2H2Cl2，即电解MgCl2溶液得不到镁。答案D8海水中镁的总储量约为2.11015t，目前世界上60%的镁来自海水，工业规模海水提镁的流程如图所示：试回答下列问题：(1)海水提镁的过程中、反应的化学方程式：_，_。(2)由氯化镁溶液制取无水氯化镁固体，其操作过程是_ _。(3)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，则加入的生石灰要过量，然后分离得Mg(OH)2沉淀，考虑Ca(OH)2溶解度，应该用_法分离。(4)金属镁、铝的工业冶炼方法既有相似之处，又有不同之别，下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据：物质氧化镁氯化镁熔点()2 852714沸点()3 6001 412工业上炼镁采用电解熔融氯化镁，而冶炼铝则用电解熔融的Al2O3，其原因是_。解析(1)贝壳的主要成分是CaCO3，高温CaCO3分解生成CaO和CO2，CaO与H2O生成的Ca(OH)2又与Mg2生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加HCl在一定条件下生成无水MgCl2，电解MgCl2(熔融)在阴、阳极上分别得Mg和Cl2。(2)对MgCl2溶液加热蒸发得到MgCl26H2O，由于MgCl26H2O在受热条件下易水解，为防止水解应在HCl气氛中加热脱水转化为无水MgCl2。(3)因为Ca(OH)2的溶解度是随温度升高而降低，为了减少Ca(OH)2与Mg(OH)2共沉，所以在低温下过滤，所得Mg(OH)2纯度较高。(4)AlCl3是共价化合物，熔化后不导电，故可电解熔化的Al2O3得铝单质；而从表可看出MgO的熔点较MgCl2高，虽然电解两种物质均可得到单质镁，但熔化MgO比MgCl2消耗更多的能量，从经济角度考虑，一般多用电解熔融MgCl2法制Mg。答案(1)CaCO3CaOCO2MgCl2(熔融)MgCl2(2)先加热蒸发、冷却结晶得到MgCl26H2O，然后在HCl气氛中加热得到无水MgCl2(3)低温过滤(4)MgCl2的熔点较MgO的熔点低，熔融MgCl2消耗较少的能量，节约能源，降低成本；AlCl3是共价化合物，熔融不导电，只能电解熔融(熔于冰晶石中)Al2O3生产铝考查点三海水提溴9溴的氧化性介于氯和碘之间，利用这一性质解决下面的问题。(1)你认为：将含有下列哪种分子或离子的试剂加入到含有Br的溶液中，可以将Br氧化为Br2_。AI2BICCl2DCl(2)如果把氯气缓慢地通入含有相同物质的量浓度的Br、I的混合溶液里，_先被氧化，原因是_。(3)把滤纸用淀粉和碘化钾的混合溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉碘化钾试纸。这种试纸润湿后遇到氯气发生的变化是_，原因是_。解析(1)因为氧化性Cl2Br2，所以Cl2可以氧化Br。(2)因为氧化性Cl2Br2I2，所以还原性：ClBrBr(3)试纸变蓝色Cl2将I氧化成了I2，I2与淀粉作用变蓝色10工业上从海水中提取溴可采用如下方法：(1)向预先经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，反应的离子方程式为_。(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出用纯碱溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3和CO2，反应的化学方程式为_。(3)将(2)所得溶液用硫酸酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴，还可以得到副产品Na2SO4，写出这一变化的离子方程式为_。(4)这样得到的溴中还混有少量Cl2，怎样除去？_。答案(1)2BrCl2=2ClBr2(2)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2(3)5BrBrO36H=3Br23H2O(4)加NaBr考查点四海水资源综合开发利用11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Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将机械能转化为电能，D错。答案C12工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是_。电解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？_，原因是_。(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_ _。解析(1)为防止H2和Cl2相遇，离子膜和隔膜均允许通过的离子为Na，根据电解原理，该电解槽的阳极材料应该用惰性电极，如钛或石墨。(3)工业生产中除了从理论上考虑外，还应从成本、工艺的简繁、可操作性、生产效率等方面考虑。答案(1)阳离子(或Na)钛(或石墨)(2)否如要先生成沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重