2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用1-2海水資源的開發(fā)利用課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8海水資源的開發(fā)利用一、選擇題(每小題4分，共48分)1．某課外小組將灼燒海帶產(chǎn)生的灰燼浸泡后過濾，得到澄清的濾液。他們設(shè)計了如下幾個方案，你認(rèn)為能證明海帶的灰燼中含有碘元素的是(D)A．取適量濾液，蒸干，視察是否有紫色固體生成B．取適量濾液，加入苯，振蕩，靜置，苯層無色，證明不含碘元素C．取適量濾液，向其中加入淀粉溶液，無明顯現(xiàn)象，證明不含碘元素D．取適量濾液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈藍(lán)色，證明含有碘元素解析：海帶的灰燼中含有的碘元素，是以I－形式存在的，不是以單質(zhì)形式存在，所以A、B、C均不正確。D中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)：H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O，產(chǎn)生了I2，使淀粉溶液呈藍(lán)色。2．從淡化海水中提取溴的流程如下圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是(D)A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3B．設(shè)備Y為蒸餾塔C．在提取溴的過程中肯定有Br－被氧化D．工業(yè)上，每獲得1molBr2，須要消耗Cl2的體積最多為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：依據(jù)反應(yīng)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－知在工業(yè)制Br2過程中發(fā)生了兩次氧化，所以工業(yè)上獲得1molBr2，須要消耗Cl2的體積最少為44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，D項(xiàng)錯誤。3．下列說法正確的是(B)A．海洋約占地球表面積的71%，所以地球上不缺水，人類可以隨意運(yùn)用水資源，不必節(jié)約B．海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法C．海水淡化的各種方法中，蒸餾法的成本比較低D．以上說法都正確解析：地球表面咸水多，淡水少，很多國家面臨著淡水資源的危機(jī)，故不行以隨意奢侈水資源，A錯誤；海水淡化中蒸餾法的成本較高，C錯誤。4．下列有關(guān)化學(xué)方程式與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際不相符的是(C)A．海水提溴時用SO2汲取Br2蒸氣：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBrB．將煤氣化為可燃性氣體：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))CO(g)＋H2(g)C．用電解法從海水中提取鎂：2MgO(熔融)eq\o(=,\s\up17(通電))2Mg＋O2↑D．燃煤時加入CaCO3脫硫：2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2CaSO4＋2CO2解析：二氧化硫可以和溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫溴酸和硫酸，即SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，A正確；煤的氣化過程中，碳在高溫下和水蒸氣發(fā)生成反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳，即C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))CO(g)＋H2(g)，B正確；用電解法從海水中提取鎂：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up17(通電))Mg＋Cl2↑，C錯誤；燃煤時加入CaCO3脫硫的化學(xué)方程式為2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2CaSO4＋2CO2，D正確。5．海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可依據(jù)以下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物④將所得的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是(D)A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B．進(jìn)行①、②、③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂C．第④步電解時會產(chǎn)生氯氣D．以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)和置換反應(yīng)解析：無論是貝殼還是海水，都是來源豐富的，利用它們來生產(chǎn)鎂有明顯的優(yōu)勢，A正確；我們知道海水中含大量Mg2＋，堿性的石灰乳加入其中可以使Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2沉淀再與鹽酸反應(yīng)即得MgCl2，B正確；MgCl2電解后生成鎂和氯氣，C正確；貝殼首先加熱分解生成CaO，CaO與水化合生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與Mg2＋生成Mg(OH)2為復(fù)分解反應(yīng)，Mg(OH)2與鹽酸的反應(yīng)也是復(fù)分解反應(yīng)，MgCl2電解為分解反應(yīng)，綜上所述，無置換反應(yīng)。故D錯誤。6．從海帶中提取碘的試驗(yàn)過程中，涉及下列操作，其中正確的是(D)解析：物質(zhì)的灼燒應(yīng)當(dāng)選用耐高溫的坩堝，A錯；過濾操作中，向漏斗中加液要用玻璃棒引流，B錯；碘的苯溶液在上層，應(yīng)由分液漏斗的上口倒出，C錯；固液分別可以用蒸餾法分別，D對。7．從海水中提取部分物質(zhì)的過程如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是(C)A．過程①須要加入化學(xué)試劑、沉淀、過濾、蒸發(fā)等操作B．“母液→無水MgCl2”一系列改變中未涉及氧化還原反應(yīng)C．工業(yè)上一般用電解氯化鎂溶液的方法制取鎂單質(zhì)D．過程③和⑤均可由反應(yīng)：2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－實(shí)現(xiàn)，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)解析：粗鹽中含有Na2SO4、CaCl2、MgCl2、泥沙等雜質(zhì)，所以過程①須要通過加入化學(xué)試劑、沉淀、過濾等操作除去雜質(zhì)，A正確；“母液→無水MgCl2”一系列改變中元素的化合價未發(fā)生改變，未涉及氧化還原反應(yīng)，B正確；工業(yè)上制取單質(zhì)Mg常采納電解熔融MgCl2的方法，電解MgCl2溶液不能得到金屬鎂，C錯誤；過程③和⑤均可由反應(yīng)：2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－實(shí)現(xiàn)，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，D正確。8．從海水中提鎂，最基本的方法是往海水里加堿，得到Mg(OH)2沉淀，將沉淀分別出來后再加入鹽酸把它變成MgCl2之后，經(jīng)濃縮、干燥、電解，即可得到金屬鎂。下列對從海水中提鎂的有關(guān)說法中，正確的是(A)A．整個過程中沒有涉及置換反應(yīng)B．往海水里加堿是指干脆加入NaOHC．電解MgCl2溶液即可得到金屬鎂D．電解時得到的鎂蒸氣應(yīng)在CO2氛圍中冷卻9．下列說法正確的是(D)A．將明礬加入海水中靜置過濾是海水淡化的方法之一B．海水曬鹽的過程發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)C．海水中提取鎂的過程不涉及氧化還原反應(yīng)D．從海水中提取鈾等微量元素是海水資源綜合利用的探討方向之一10．下列關(guān)于海水資源利用的相識，錯誤的是(A)A．海水中金、鍶、碳、銅、鐵等元素屬于微量元素B．海底多數(shù)金屬結(jié)合礦含有鐵、錳、鈷等多種金屬元素C．通過蒸餾法、電滲析法、離子交換法等可以實(shí)現(xiàn)海水的淡化D．海水提溴過程溴元素依次發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)11．某同學(xué)設(shè)計試驗(yàn)從海帶中提取碘：①滴加稀硫酸和雙氧水；②在海帶中加入少量酒精，點(diǎn)燃使其燃燒為灰燼，在灰燼中加水?dāng)嚢瑁虎奂铀穆然疾⒄袷?；④過濾；⑤分液。該試驗(yàn)的合理操作依次是(C)A．①③⑤②④ B．②①③④⑤C．②④①③⑤ D．③①②⑤④解析：設(shè)計原理是使海帶中的I－變成碘單質(zhì)，再用萃取分液的方法分別。反應(yīng)原理：2H＋＋2I－＋H2O2=I2＋2H2O。12．某工廠用提取粗鹽后的鹽鹵(主要成分為MgCl2)制備金屬鎂，其工藝流程如下，下列說法中，錯誤的是(C)A．操作①發(fā)生的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)B．操作②是蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、過濾C．若在試驗(yàn)室進(jìn)行操作①只須要漏斗和燒杯兩種玻璃儀器D．在整個制備過程中，未發(fā)生置換反應(yīng)解析：在操作①中，加入足量的石灰漿與氯化鎂發(fā)生反應(yīng)：MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2，該反應(yīng)中沒有元素的化合價發(fā)生改變，為非氧化還原反應(yīng)，故A正確；由氯化鎂溶液得到MgCl2·6H2O晶體，須要實(shí)行蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、過濾的操作，故B正確；由流程圖可知，操作①為過濾，須要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，故C錯誤；由流程圖可知，整個制備過程中，發(fā)生的都不是置換反應(yīng)，故D正確。二、非選擇題(共52分)13．(12分)海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。(1)向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(2)富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2的水溶液將其還原汲取，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。也可用純堿汲取溴，主要反應(yīng)是Br2＋Na2CO3＋H2O→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3(未配平)，汲取1molBr2時，轉(zhuǎn)移的電子為5/3mol。(3)下列有關(guān)海水綜合利用的說法錯誤的是B。A．粗鹽可采納除雜和重結(jié)晶等過程提純B．電解飽和食鹽水可制得金屬鈉C．工業(yè)生產(chǎn)常選用Ca(OH)2作為沉淀劑D．海水提鎂涉及到復(fù)分解反應(yīng)解析：(1)向苦鹵中通入Cl2置換出溴單質(zhì)的離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(2)用SO2汲取Br2的化學(xué)方程式為SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。純堿汲取溴單質(zhì)的方程式為3Br2＋6Na2CO3＋3H2O=5NaBr＋NaBrO3＋6NaHCO3,3molBr2發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子，所以汲取1molBr2時，轉(zhuǎn)移的電子為eq\f(5,3)mol。(3)A.粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)，精制時通常在溶液中依次加入過量的BaCl2溶液、過量的NaOH溶液和過量的Na2CO3溶液，過濾后向?yàn)V液中加入鹽酸至溶液呈中性，再進(jìn)行重結(jié)晶進(jìn)行提純，故正確；B.電解熔融氯化鈉才能生成鈉，故錯誤；C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用性價比相對較高的生石灰或石灰水作沉淀劑，故正確；D.海水提鎂，涉及生成氫氧化鎂、氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)，生成氯化鎂電解可生成鎂，涉及復(fù)分解反應(yīng)，故正確。14．(14分)目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。海水提鎂的主要流程如下：請回答下列問題：(1)石灰乳是生石灰與水形成的物質(zhì)，從充分利用海洋化學(xué)資源、提高經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，生產(chǎn)生石灰的主要原料來源于海洋中的貝殼(或牡蠣殼等)，其化學(xué)方程式為CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑。從離子反應(yīng)的角度考慮，往海水中加入石灰乳的作用是沉淀Mg2＋。(2)操作A是過濾，操作B是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。(3)加入的足量試劑a是HCl(填化學(xué)式)。(4)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up17(通電))Mg＋Cl2↑，從成本和廢物循環(huán)利用的角度考慮，副產(chǎn)物氯氣可以用于制鹽酸(答案合理即可)。解析：(1)生產(chǎn)生石灰的主要原料來源于海洋中的貝殼或牡蠣殼等，碳酸鈣發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生CaO和CO2，其化學(xué)方程式是CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑。從離子反應(yīng)的角度考慮，往海水中加入石灰乳的作用是與海水中的Mg2＋反應(yīng)形成Mg(OH)2沉淀，反應(yīng)的離子方程式是Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。(2)操作A是從混合物中分別出難溶的物質(zhì)，操作方法是過濾；操作B是從可溶性物質(zhì)的水溶液中獲得該物質(zhì)的晶體，由于該物質(zhì)的溶解度受溫度的影響改變較大，所以該操作方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。(3)Mg(OH)2是堿，與HCl溶液發(fā)生反應(yīng)生成MgCl2，所以加入的足量試劑a是HCl溶液。(4)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up17(通電))Mg＋Cl2↑，從成本和廢物循環(huán)利用的角度考慮，副產(chǎn)物氯氣可用于制鹽酸、水的消毒和制取漂白粉等。15．(12分)海藻中含有豐富的碘元素(以I－形式存在)。試驗(yàn)室中提取碘的流程如下：eq\x(海藻)eq\o(→,\s\up17(灼燒),\s\do15())eq\x(海藻灰)eq\o(→,\s\up17(浸泡),\s\do15())eq\x(懸濁液)eq\o(→,\s\up17(①),\s\do15())eq\x(含I－的溶液)eq\o(→,\s\up17(②),\s\do15(適量Cl2))eq\x(含I2溶液)eq\o(→,\s\up17(③),\s\do15())eq\x(碘的有機(jī)溶液)→eq\x(晶體碘)(1)試驗(yàn)操作③的名稱是萃取、分液，所用主要儀器名稱為分液漏斗。(2)提取碘的過程中，可供選擇的有機(jī)試劑是BD(填序號)。A．酒精(沸點(diǎn)78℃) B．四氯化碳(沸點(diǎn)77℃)C．甘油(沸點(diǎn)290℃) D．苯(沸點(diǎn)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)，為消退此雜質(zhì)，使碘全部游離出來，應(yīng)加入適量(填序號)C溶液，反應(yīng)的離子方程式ICl＋I(xiàn)－=I2＋Cl－。A．KIO3 B．HClOC．KI D．Br2(4)利用碘的有機(jī)溶液得到單質(zhì)I2的方法是蒸餾法。解析：從碘水中提取碘單質(zhì)應(yīng)加入有機(jī)萃取劑如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃取劑，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有機(jī)溶液，再從碘的有機(jī)溶液中提取碘并回收溶劑，采納水浴加熱蒸餾，其中在操作②中，為使少量的ICl中的碘全部游離出來，應(yīng)加入還原劑，故只有C項(xiàng)符合，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為ICl＋KI=I2＋KCl。16．(14分)某化學(xué)探討性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程從濃縮的海水中提取液溴，查閱資料知：Br2的沸點(diǎn)為59℃，微溶于水，有毒性。該小組設(shè)計了如下操作步驟及主要試驗(yàn)裝置(夾持裝置已略去)：①連接裝置A與B，關(guān)閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入氯氣至反應(yīng)結(jié)束；②關(guān)閉a、c，打開b、d，向A中鼓入足量熱空氣；③進(jìn)行步驟②的同時，向B中通入足量SO2；④關(guān)閉b，打開a，通過A向B中緩慢通入足量Cl2；⑤將B中所得液體進(jìn)行蒸餾，收集液溴。請回答：(1)步驟②中鼓入熱空氣的作用為使A中生成的Br2隨空氣進(jìn)入B中。(2)步驟③中發(fā)生的主