2018年高中化学 课时跟踪训练（五）海水的综合利用 新人教版选修2.doc

课时跟踪训练(五)海水的综合利用一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列海水综合利用的过程中，可不涉及化学变化的是()A海水制淡水B海水制纯NaClC海水制镁 D海水制溴2以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是()A直接电解卤水在阴极得镁B向卤水里加钠可置换出镁C卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁，用氢气还原氧化镁得镁 D卤水与石灰水混合，过渡，洗涤，取沉淀加盐酸溶解得MgCl2溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2。电解熔融MgCl2得镁3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错误的是()A历史最悠久的海水淡化方法是蒸馏法B海水中的氘(含HDO 0.03)发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，HDO与H2O化学性质不同C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备金属钠D从海水中提取镁可以采用下列方法：海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2MgCl2(熔融)Mg4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H25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、SO除去顺序不合理的是()ABaCl2、NaOH、Na2CO3BBaCl2、Na2CO3、NaOHCNaOH、BaCl2、Na2CO3DNa2CO3、BaCl2、NaOH6双选题从海水中提取的溴占世界产溴量的1/3。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以观察到溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是()ASO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性BSO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性C从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取D从海水中提取溴过程中多次涉及了氧化还原反应7从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A此法的优点之一是原料来源丰富B第步电解时阴极产生氯气C步骤的目的是从海水中提取MgCl2D以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应8海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确的是()A可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOB从苦卤中提取Br2发生反应的离子方程式为：2BrCl2=2ClBr2C试剂1可以选用石灰乳D工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁9下列关于海水综合利用的叙述不正确的是()A利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时，直接将海水氯化，然后再进行吹出、吸收可得到溴产品B从海水中提取的重水可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质C盐田法制盐时，所用的盐田一般分成贮水池、蒸发池、结晶池三部分D利用电渗析法、冷冻法制盐，同时也可以得到淡水10如图所示，利用海水可提取很多重要的化工原料。下列有关说法正确的是()A第步中除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸B第步中工业上可采用石墨为阴极，铁为阳极，采用阳离子交换膜的电解装置C第步中结晶出的MgCl26H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2D在第步中溴元素被氧化，第、步中既有溴元素被氧化也有溴元素被还原二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(10分)全球海水中溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mgL1，其工业提取法有：(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有：_(写出化学方程式)；3Br23CO=BrO5Br3CO2；BrO5Br6H=3Br23H2O。其中反应和的氧化剂分别是_、_。(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将吹出的溴用SO2来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式_。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的，实验室中萃取用到的实验仪器名称是_，下列可以用海水中的溴萃取的试剂是_(填序号)。乙醇四氯化碳硝酸12(12分)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。_。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。_。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时：_。过滤时：_。蒸发时：_。13(14分)海水中镁的总储量约为2.11015 t，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，则加入的生石灰须过量，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，又有不同之处，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_。14(14分)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：成分含量/(mgL1)成分含量/(mgL1)Cl18 980Ca2400Na10 560HCO142SO2 560Br64Mg21 272(1)电渗析法淡化海水示意图如上图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极主要电极反应式是_。在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有_和CaCO3，生成CaCO3的离子方程式是_。淡水的出口为_(填“a”、“b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：提取溴的过程中，经过2次BrBr2转化的目的是_，吸收塔中发生反应的离子方程式是_。用平衡移动原理解释通空气的目的是_。从MgCl2溶液中得到MgCl26H2O晶体的主要操作是_、_、过滤、洗涤、干燥。依据上述流程，若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为_L(忽略Cl2溶解)答案1选AA项海水蒸馏可制得淡水，属物理变化；B项除去海水中的许多金属杂质离子时，需发生化学变化；C、D项都是化学变化。2选DA项电解，阴极生成H2；B项中Na首先与水反应，不能置换出Mg；C项中H2不能把Mg还原出来；所以只有D合理。3选B氕(H)与氘(D)属于同种元素氢元素，所以HDO与H2O均属于水，化学性质相同，B错误。4选Da口进入的是精制饱和NaCl溶液；b口进入的是含少量NaOH的水；c口出的是淡盐水；d口出的是H2。5选D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。6选BD将SO2气体通入溴水时，发生反应Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，显示了SO2的还原性，故A错、B正确；乙醇与水互溶，不能从溴水中萃取单质溴，C错；从海水中提取溴过程中氯化过程，SO2吸收过程，再氯化过程都发生了氧化还原反应，D正确。7选B本题考查海水中提取镁的过程，原料是海水，来源丰富，A选项正确。涉及的化学反应有Ca(OH)2MgCl2=Mg(OH)2CaCl2，Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，MgCl26H2O=MgCl26H2O，MgCl26H2OMgCl26H2O，MgCl2(熔融)MgCl2，在第步电解时，阴极产生的是金属镁。从以上分析可知，B选项错误，C和D选项正确。8选D工业上采用电解熔融MgCl2的方法来冶炼金属镁，D不正确。9选A利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时，氯气氧化溴离子在pH3.5的酸性条件下效果最好；所以在氯化之前要将海水酸化，故A项不正确。10选DBaCl2应在Na2CO3之前加入，以便除去过量的Ba2，A不正确；电解饱和食盐水用铁作阴极，B不正确；MgCl26H2O在空气中加热会发生水解，C不正确。11解析：工业提取溴的原理：将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中溴的萃取剂的只能是四氯化碳。答案：(1)Cl22Br=2ClBr2Br2BrO(2)Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(3)分液漏斗、烧杯12解析：(1)海水提取镁的关键是制得无水MgCl2，由于MgCl2为强酸弱碱盐，故MgCl26H2O晶体加热脱水时，因Mg2的水解不能得到无水MgCl2，工业生产中通常采用的方法是在不断通入干燥HCl气流的条件下加热脱水，以抑制Mg2的水解。(2)除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2时，可根据Mg(OH)2与Ca(OH)2溶解度的差异，向混合物中加入MgCl2溶液，使溶解度相对较大的Ca(OH)2转变为难溶的Mg(OH)2和易溶的CaCl2而除去。(3)实验室中玻璃棒的主要用途为：搅拌，目的是加快物质的溶解，或使物质混合均匀；当进行蒸发结晶操作时目的是防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅。引流，目的是使液体沿玻璃棒流入接收仪器中，防止外洒，如：过滤、一定物质的量浓度溶液的配制等。答案：(1)MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2O。MgCl26H2OMgO2HCl5H2O或Mg(OH)ClMgOHCl干燥的HCl气流抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水蒸气，故能得到无水MgCl2(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用水洗涤(3)搅拌，加速溶解引流，防止外洒搅拌，防止因局部过热使液滴或晶体飞溅13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和盐酸反应生成MgCl2溶液，进一步制得无水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；而从表中可看出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比熔化MgCl2消耗更多的能量，从经济角度考虑，一般熔化用电解熔融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14解析：(1)电解海水时，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2O2e=H22OH(或2H2e=H2)阴极产生的OH与Mg2、HCO等离子反应从而生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀。(2)10 m3海水中含有Br的质量为：10103 L0.064 g/L640 g，n(Br)8 mol，根据Cl22Br=Br22Cl和2次氧化可知消耗Cl2的总物质的量为8 mol，故标准状况下Cl2的体积为179.2 L。答案：(1)2Cl2e=Cl2Mg(OH)2Ca2OHHCO=CaCO3H2Ob(2)对溴元素进行富集SO2Br22H2O=4H2BrSO通入空气将Br2蒸气带出，使Br2(g)Br2(aq)或Br2H2OHBrHBrO平衡向左移动加热浓缩冷却结晶179.2