海水資源的開發(fā)利用

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第2課時海水資源的開發(fā)利用1．從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的eq\f(1,3)左右。已知溴水呈橙色，將SO2氣體通入溴水時，可以發(fā)現(xiàn)溴水褪色。則下列有關敘述中正確的是()A．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的漂白性B．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的還原性C．從溴水中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進行萃取D．SO2是形成酸雨的唯一原因解析：SO2通入溴水中發(fā)生如下反應：SO2＋2H2O＋Br2=H2SO4＋2HBr，該反應中SO2作還原劑，不顯示漂白性；乙醇與水互溶，因此不能用乙醇萃取溴水中的Br2；SO2和NOx均可導致酸雨的形成。答案：B2．從海水中提取鎂，下列正確的途徑是()A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(鹽酸))MgCl2eq\o(→,\s\up7(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up7(電解))Mg解析：用石灰乳先將海水中的Mg2＋沉淀，然后再用鹽酸溶解Mg(OH)2得到MgCl2，最終電解熔融的MgCl2制得Mg。答案：C3．下列說法中不正確的是()A．工業(yè)上可利用海水制取鎂B．實驗室可以用海帶為原料獲得碘C．工業(yè)上可用還原劑還原赤鐵礦(含F(xiàn)e2O3)獲得鐵D．從海水中提取溴元素(以Br－形式存在)，可以考慮向其中通入F2解析：海水中含大量Mg2＋，因此工業(yè)上可利用海水制鎂，A正確；海帶中含碘元素，實驗室可用海帶制碘，B正確；赤鐵礦主要成分為Fe2O3，可用還原劑如焦炭還原Fe2O3獲得鐵，C正確；因F2能與水劇烈反應，反應方程式為2F2＋2H2O=4HF＋O2，D錯誤。答案：D4．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結晶。其先后順序正確的是()A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①解析：由海水中提取鎂可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋變成Mg(OH)2沉淀，過濾得到Mg(OH)2，然后再加鹽酸溶解、濃縮結晶，在一定條件下脫水干燥，最終得到無水氯化鎂。答案：D5．歷史上最悠久的海水淡化方法是()A．蒸餾法 B．電滲析法C．離子交換法 D．過濾法答案：A6．地球上海水中溴的儲藏量豐富，約占地球溴總儲藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65mg/L。其工業(yè)提取方法有：(1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入富含溴離子的海水中，把溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及的反應有①_________________(寫出離子方程式)；②3Br2＋3COeq\o\al(2－,3)=BrOeq\o\al(－,3)＋5Br－＋3CO2；③BrOeq\o\al(－,3)＋5Br－＋6H＋=3Br2＋3H2O。其中反應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。寫出溴與二氧化硫反應的化學方程式：_______________。(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和有機溶劑中溶解度不同的原理來進行的。實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶劑是_______(填序號)。①乙醇②四氯化碳③硝酸解析：工業(yè)上提取溴的原理：將氯氣通入富含溴離子的海水中，把溴置換出來，然后被某些溶液吸收，再提純即可得到。溴與二氧化硫反應的化學方程式：Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有機溶劑溶解，因為溴易溶于有機溶劑，作為海水中萃取溴的溶劑只能是②四氯化碳。答案：(1)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2Br2Br2(2)Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4(3)分液漏斗②(時間：40分鐘分值：100分)A級基礎鞏固1．下列海洋資源中，屬于可再生資源的是()A．海洋潮汐能B．海底多金屬結核礦C．海濱砂礦D．海水化學資源解析：海洋潮汐能是可再生資源，多金屬結核礦、砂礦、海水化學資源屬于不可再生資源。答案：A2．海水資源的利用具有非常廣闊的前景。下列關于海水資源利用的說法中不正確的是()A．電解法分解海水，制取潔凈的熱能資源氫氣B．采用太陽光照射法曬制工業(yè)用食鹽C．針對能量現(xiàn)狀，大力開發(fā)潮汐能和波浪能D．鈾是海水中的微量元素，但核工業(yè)的鈾主要從海水中提取解析：電解法分解海水制取氫氣，消耗大量的電能，經(jīng)濟效益差，發(fā)展前景不樂觀。答案：A3．NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質(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②純堿③金屬鈉④氯氣⑤鹽酸A．①②③④⑤ B．①②③④C．①②③⑤ D．①②④⑤解析：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2＋Cl2eq\o(=,\s\up10(點燃))2HCl，HCl溶于水為鹽酸，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解))2Na＋Cl2↑，NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3(純堿)＋CO2↑＋H2O，故利用NaCl可以制NaOH(燒堿)、Na2CO3(純堿)、Na、Cl2、鹽酸，故選A。答案：A4．從海帶中提取碘的實驗過程中涉及下列操作，其中正確的是()解析：灼燒海帶應使用坩堝，A選項錯誤；過濾時應用玻璃棒引流，B選項錯誤；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯層在上層，應從分液漏斗上口倒出，C選項錯誤。答案：D5．海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)、能源、藥物和水產(chǎn)資源等，海水的綜合利用如圖所示。下列有關說法正確的是()A．大量的氮、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮B．工段③中加入鹽酸溶解得到MgCl2溶液，再直接蒸發(fā)得到MgCl2·6H2OC．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的藥品順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸解析：廢水中含有大量的氮、磷等元素，排入海洋，能引起赤潮，A選項正確；MgCl2溶液直接蒸發(fā)得不到MgCl2·6H2O，得到的是Mg(OH)2，B選項錯誤；工段⑤中反應為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴元素被還原，C選項錯誤；粗鹽提純的過程中要注意兩點，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入，二是鹽酸最后加入，D選項錯誤。答案：A6．下列屬于海水化學資源利用的是()A．海水淡化 B．海水提鹽C．海水養(yǎng)殖 D．海水發(fā)電答案：BB級能力提升7．鎂及其合金是一種用途很廣泛的金屬材料，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________。(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________，寫出反應的離子方程式：_________________________________________________________________。(4)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，該反應的化學方程式為_____________________________________________。解析：(1)工業(yè)上常加入廉價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，應加入過量石灰乳。(2)加入石灰乳產(chǎn)生Mg(OH)2，通過過濾將Mg(OH)2分離出來。(3)用鹽酸溶解Mg(OH)2，反應的離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O。(4)工業(yè)上電解熔融MgCl2來制取Mg，反應的化學方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解))Mg＋Cl2↑。答案：(1)石灰乳過量(2)過濾(3)鹽酸Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O(4)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解))Mg＋Cl2↑8．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)溴在周期表中位于第________周期第________族。(2)步驟②中反應的離子方程式是________________________。(3)步驟④利用了SO2的還原性，反應的離子方程式為______________________________________________________。(4)步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點進行分離。分離儀器的名稱是______。解析：(1)因溴在氯的下一周期，與氯在同一主族，所以溴在周期表中位于第四周期ⅦA族；(2)步驟②中氯氣將溴離子氧化，發(fā)生反應的離子方程式是2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－；(3)SO2和溴、水蒸氣反應生成硫酸和氫溴酸，化學反應方程式是Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4，離子方程式是Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)；(4)因液溴與溴水不相溶，用分液漏斗分離。答案：(1)四ⅦA(2)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－(3)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)(4)分液漏斗9．海藻中含有豐富的碘元素(以I－形式存在)。實驗室中提取碘的流程如下：eq\x(海藻)eq\o(→,\s\up7(灼燒))eq\x(海藻灰)eq\o(→,\s\up7(浸泡))eq\x(懸濁液)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(含I－的溶液)eq\o(→,\s\up10(②),\s\do15(適量Cl2))eq\x(含I2的溶液)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(碘的有機溶液)→eq\x(晶體碘)(1)實驗操作③的名稱是________，所用主要儀器名稱為________。(2)提取碘的過程中，可供選擇的有機試劑是________(填序號)。A．酒精(沸點78℃)B．四氯化碳(沸點77C．甘油(沸點290℃)D．苯(沸點80(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性質(zhì)類似于氯氣)，為消除此雜質(zhì)，使碘全部游離出來，應加入適量(填序號)________溶液，反應的離子方程式_______________________________________________________。A．KIO3B．HClOC．KI