2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用 第一節(jié) 第2課時(shí)《海水資源的開(kāi)發(fā)利用》基礎(chǔ)提升練習(xí) 新人教版必修2.doc

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第2課時(shí)　海水資源的開(kāi)發(fā)利用 [基礎(chǔ)過(guò)關(guān)] 題組1　海水的綜合利用 1．許多國(guó)家十分重視海水資源的綜合利用，不需要化學(xué)變化就能從海水中獲得的物質(zhì)是(　　) A．Cl2、Br2、I2 B．Na、Mg、Al C．食鹽、淡水 D．NaOH、H2 答案　C 解析　A、B、D中的物質(zhì)必須經(jīng)化學(xué)變化，才能夠從海水中獲取。 2．海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)，下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法正確的是(　　) A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過(guò)物理變化就可以得到鉀單質(zhì) B．海水蒸發(fā)制海鹽的過(guò)程中只發(fā)生了化學(xué)變化 C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2 D．利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 答案　C 解析　海水中的鉀元素是以化合態(tài)形式存在，化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A不正確；海水蒸發(fā)制海鹽，是發(fā)生了物理變化，B錯(cuò)誤；電解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正確；潮汐發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，D不正確。 3．NaCl是海水中提取出來(lái)的一種重要物質(zhì)，除食用外，它還是一種工業(yè)原料。下列以NaCl為原料的產(chǎn)品(或物質(zhì))是(　　) ①燒堿?、诩儔A?、劢饘兮c?、苈葰狻、蓰}酸 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 答案　A 解析　在氯堿工業(yè)中，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2與Cl2化合被水吸收可得鹽酸。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。在制純堿工業(yè)中主要利用如下原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 題組2　海水提取溴、碘及其性質(zhì)應(yīng)用 4．從海水中提取的溴約占世界溴年產(chǎn)量的，從海水中提取溴的主要步驟可表示為(　　) A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收 C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化 答案　B 解析　從海水中提取溴，先用氧化劑將溴離子氧化為溴單質(zhì)，再用熱空氣吹出后用堿液吸收。 5．海水提溴過(guò)程中將Br－氧化成Br2，可向其中加入氧化劑，合適的是(　　) A．酸性KMnO4溶液 B．氯水 C．FeCl3溶液 D．碘水 答案　B 解析　Fe3＋和I2的氧化性都不如Br2的強(qiáng)，C、D不正確；酸性KMnO4溶液能氧化Br－，但KMnO4價(jià)格比較貴，不適合工業(yè)生產(chǎn)用。 6．從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及下列操作，其中正確的是(　　) 答案　D 解析　灼燒海帶應(yīng)用坩堝，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)濾時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，B項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水的小，萃取后的混合溶液中苯在上層，應(yīng)從分液漏斗上口倒出，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．甲、乙、丙三溶液各含有一種X－(X－為Cl－、Br－或I－)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，則溶液變?yōu)槌壬?，再加丙溶液，顏色無(wú)明顯變化。則甲、乙、丙依次含有(　　) A．Br－、I－、Cl－ B．Br－、Cl－、I－ C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－ 答案　A 解析　向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)槌壬瑧?yīng)是溴水的顏色，則甲中必含有Br－，被Cl2置換生成了Br2，由此否定了C、D；再加丙溶液，顏色無(wú)明顯變化，說(shuō)明丙溶液中不含I－，否則加入后應(yīng)被Br2所置換，生成I2，溶液應(yīng)為藍(lán)色，與題給條件不符，則丙溶液只能含有Cl－，I－必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有Br－、I－、Cl－。 8．檢驗(yàn)海帶中碘元素的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生如下反應(yīng)：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。下列對(duì)該反應(yīng)的敘述中不正確的是(　　) A．I2為氧化產(chǎn)物 B．H2O2既作氧化劑又作還原劑 C．氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2O2>I2 D．生成1 mol I2時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子 答案　B 解析　，該反應(yīng)中I2為氧化產(chǎn)物，H2O2作氧化劑，根據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)檠趸瘎?氧化產(chǎn)物，所以氧化性H2O2>I2；反應(yīng)中每生成1 mol I2，轉(zhuǎn)移2 mol電子。 [能力提升] 9．全球海水中溴的儲(chǔ)藏量豐富，約占地球溴總儲(chǔ)藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱(chēng)，海水中溴含量為65 mgL－1。其工業(yè)提取方法有： (1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，把溴置換出來(lái)，再用空氣將嗅吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及的反應(yīng)有①________________________________________________________________________ (寫(xiě)出化學(xué)方程式)；②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。其中反應(yīng)②中氧化劑是________；還原劑是________。 (2)空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(1)，只是將溴吹出后是用SO2來(lái)吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫(xiě)出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和溶劑中溶解度的不同的原理來(lái)進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)室中萃取用到的實(shí)驗(yàn)儀器名稱(chēng)是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶劑是________(填序號(hào))。 ①乙醇?、谒穆然肌、巯跛? 答案　(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Br2　Br2 (2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 (3)分液漏斗?、? 解析　工業(yè)上提取溴的原理：將氯氣通入到富含溴離子的海水中，把溴置換出來(lái)，然后被某些溶液吸收，再提純即可得到。Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有機(jī)溶劑溶解，因?yàn)殇逡兹苡谟袡C(jī)溶劑，作為海水中萃取溴的溶劑只能是②四氯化碳。 10．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： (1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟：_______________________ ________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)室將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作都要用到玻璃棒，分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的： ①溶解：________________________________________________________________________。 ②過(guò)濾：________________________________________________________________________。 ③蒸發(fā)：________________________________________________________________________。 答案　(1)加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，沉淀用水洗滌　(2)攪拌，加速固體溶解　引流，防止液體外濺　攪拌，防止因局部過(guò)熱而使液體或晶體飛濺 解析　(1)為防止引入新雜質(zhì)，可用MgCl2溶液將Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，然后過(guò)濾洗滌得Mg(OH)2。 (2)溶解固體時(shí)使用玻璃棒是為了加速固體的溶解；在過(guò)濾時(shí)使用玻璃棒引流，可防止液體外濺；蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中，使用玻璃棒攪拌，可防止因局部過(guò)熱而使液體或晶體飛濺。 11．鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下： (1)為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用________，要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)________________。 (2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是__________________________。 (3)試劑②選用________；其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 答案　(1)石灰乳　過(guò)量　(2)過(guò)濾　(3)鹽酸　Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O　(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 解析　(1)工業(yè)上常加入廉價(jià)的石灰乳使海水中的MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2；為使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，應(yīng)加入過(guò)量石灰乳。 (2)加入石灰乳產(chǎn)生Mg(OH)2，通過(guò)過(guò)濾將Mg(OH)2分離出來(lái)。 (3)用鹽酸溶解Mg(OH)2，反應(yīng)的離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。 (4)工業(yè)上電解熔融MgCl2制取Mg，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 [拓展探究] 12．空氣吹出法工藝是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下： (1)步驟③的離子方程式：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟⑤中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對(duì)密度相差很大的特點(diǎn)進(jìn)行分離。分離儀器的名稱(chēng)是________。 (3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯氣，因此在步驟⑤中可將蒸餾產(chǎn)生的氣體通過(guò)________(填試劑名稱(chēng))溶液，以除去氯氣。 (4)步驟⑤的蒸餾過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在80～90 ℃。溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是 ________________________________________________________________________。 (6)提取溴單質(zhì)，采用蒸餾“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸餾“溴水混合物Ⅰ”，請(qǐng)說(shuō)明原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO (2)分液漏斗　(3)飽和溴化鈉(或其他含Br－的鹽類(lèi)物質(zhì)) (4)溫度過(guò)高，大量水蒸氣被蒸出，溴蒸氣中水增加；溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低 (5)酸化可抑制Cl2、Br2與水反應(yīng) (6)將“溴水混合物Ⅰ”轉(zhuǎn)變?yōu)椤颁逅旌衔铫颉笔荁r2的濃縮過(guò)程，可提高效率，減少能耗，降低成本 解析　占地球儲(chǔ)量99%的溴分布在海洋中，從海水中提取溴，一般要經(jīng)過(guò)濃縮、氧化、提取三個(gè)步驟。 步驟①的氯氣氧化發(fā)生的反應(yīng)是Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，生成的溴仍溶解在海水中，怎樣才能把溴提取出來(lái)呢？根據(jù)溴的沸點(diǎn)比水低的性質(zhì)，可以鼓入熱空氣(步驟②)，使它和熱空氣一起揮發(fā)出來(lái)，再用SO2吸收(步驟③)：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO，這樣可以得到較大濃度的含Br－的溶液，進(jìn)一步用氯氣氧化(步驟④)，得到Br2，然后蒸餾便得到了液溴。