2024-2025學年新教材高中化學第八章化學與可持續(xù)發(fā)展1-2海水資源的開發(fā)利用課時作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGEPAGE9海水資源的開發(fā)利用1．科學家發(fā)覺海洋是一個名副其實的“聚寶盆”，下列對海洋資源開發(fā)利用的說法不正確的是(A)A．海底如“土豆”般的金屬結核礦含有鐵、鎂、鈷等多種元素，可用鋁熱法冶煉并分別得到各種金屬單質B．海水淡化工廠可與化工生產結合，如淡化后的濃海水，可用于提溴、鎂、鈉等C．海水中的金、鈾等元素儲量高、濃度低，提煉時，須先富集D．海水提鎂過程中，所需的石灰乳，可用貝殼煅燒后加水得到，體現(xiàn)了就地取材、降低成本的生產理念2．目前，從海水中提取的溴占世界溴年產量的1/3左右，常用的方法之一是用氧化劑把Br－氧化成單質溴，再通入熱空氣將溴蒸氣吹出，這一反應中常用的氧化劑是(B)A．FeCl3 B．Cl2C．濃硫酸 D．濃硝酸解析：Cl2可把Br－氧化成單質溴：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，而FeCl3不能。濃硫酸、濃硝酸能把Br－氧化成更高價態(tài)，且反應產生有害的氣體產物(SO2、NO2等)，不宜選用。3．(雙選)海水是巨大的資源寶庫，下列關于海水綜合利用的說法錯誤的是(BD)A．海水制淡水主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等B．海水制鹽、發(fā)展氯堿工業(yè)都是發(fā)生物理改變C．海水提溴過程中先通入Cl2將溴離子氧化為溴單質D．工業(yè)上用電解熔融MgO的方法制取金屬鎂解析：海水制淡水主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等，故A正確；氯堿工業(yè)主要反應是電解飽和食鹽水，發(fā)生化學改變，故B錯誤；海水中溴以離子形式存在，則提溴過程中先通入Cl2將溴離子氧化為溴單質，故C正確；Mg為活潑金屬單質，工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂，而不能用MgO，因為MgO熔點高，奢侈奢侈能源，故D錯誤。4．(雙選)從淡化海水中提取溴的流程如圖所示，下列有關說法錯誤的是(CD)A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3B．設備Y為蒸餾塔C．在提取溴的過程中肯定有Br－被還原D．工業(yè)上，每獲得1molBr2，須要消耗Cl2的體積最多為44.8L(標準狀況)5．海洋約占地球表面積的71%，對其進行開發(fā)利用的部分流程如圖所示。下列說法錯誤的是(C)A．試劑1可以選用石灰乳B．從苦鹵中提取Br2的反應的離子方程式為：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工業(yè)上，電解熔融MgO冶煉金屬鎂可削減能耗D．可用BaCl2溶液除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)解析：石灰乳能與鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀，故A正確；氯氣能將溴離子氧化為溴單質，從苦鹵中提取Br2的反應的離子方程式為：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，故B正確；氧化鎂熔點很高，氯化鎂熔點較氧化鎂低，電解氧化鎂冶煉鎂增加成本，所以工業(yè)上采納電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂，故C錯誤；氯化鋇和硫酸根離子反應生成難溶性的硫酸鋇，且氯離子不是雜質離子，故D正確。6．海水提鎂的主要流程如下：下列說法正確的是(D)①試劑M是鹽酸②流程中的反應全部都是非氧化還原反應③操作b只是過濾④用海水曬鹽后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤電解熔融MgCl2比電解熔融的MgO制金屬鎂更節(jié)約能量A．①②③④⑤ B．僅②③C．僅④⑤ D．僅①④⑤解析：將Mg(OH)2轉化為MgCl2，用鹽酸，故①正確；分析流程中，電解氯化鎂生成鎂和氯氣的反應是氧化還原反應，流程中的反應不全部都是非氧化還原反應，故②錯誤；操作b是濃縮蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾洗滌得到氯化鎂晶體的過程，故③錯誤；用海水曬鹽后的飽和溶液中主要是氯化鎂，加石灰乳可以制Mg(OH)2，故④正確；氧化鎂熔點高，熔融消耗能量高、效益低，電解熔融MgCl2比電解熔融MgO制金屬鎂更節(jié)約能量，故⑤正確。7．某化學課外小組以海帶為原料制取少量碘水，現(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分別兩種溶液。其試驗操作可分解為如下幾步：A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；B．把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；C．檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D．倒轉分液漏斗用力振蕩，并時常旋開活塞放氣，最終關閉活塞把分液漏斗放正；E．旋開活塞，用燒杯接收溶液；F．從分液漏斗上口倒出上層水溶液；G．將分液漏斗上口的玻璃塞打開并使塞上凹槽對準漏斗口上的小孔；H．靜置、分層。就此試驗，完成下列填空。(1)正確的操作依次為(C)→(B)→(D)→A→G→(H)→E→F。(2)上述E步驟的操作中應留意使漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，剛好關閉活塞，不要讓上層液體流出。上述G步驟操作的目的是使漏斗內外空氣相通，以保證進行E操作時漏斗里液體能夠流出。(3)選用CCl4從碘水中萃取碘的緣由是CCl4與水不互溶、不反應，而碘單質在CCl4中的溶解度比在水中的大很多。(4)酒精不能作為萃取碘水中碘的萃取劑，緣由是(D)A．酒精易揮發(fā) B．酒精密度小C．酒精有毒 D．酒精與水互溶解析：(1)題中給出了八個步驟，后五個步驟的依次也已給出了其中四個：A→G→()→E→F，考慮到靜置、分層后才能分液，操作依次應為A→G→H→E→F。然后將B、C、D三個步驟排序，萃取操作起先步驟應為查漏→裝液→振蕩，即C→B→D。(2)E操作時要留意使漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，剛好關閉活塞，防止上層液體流入燒杯中，為保證分液漏斗內液體順當?shù)蜗?，在進行分液操作時應留意漏斗內部應與外界大氣相連通，所以要打開分液漏斗上部的塞子并使塞子的凹槽與小孔相對。(3)萃取劑的選擇應是兩種溶劑不互溶、不反應，而且要提取的物質在萃取劑中的溶解度應大于在原溶劑中的溶解度，而CCl4具備了上述特點。(4)由于酒精與水互溶，故不能用作萃取劑。8．在已經提取氯化鈉、溴、鎂等化學物質的富碘鹵水中，實行下面的工藝流程生產單質碘。試回答下列問題：(1)乙、丁中溶質的化學式為FeI2、FeCl3。(2)第④步驟操作中用稀硫酸浸洗的目的是用稀硫酸除去銀中過量鐵屑。(3)第⑤步操作的反應原理：3Ag＋4HNO3=3AgNO3＋NO↑＋2H2O，其中，HNO3的作用是(AC)A．氧化性B．還原性C．酸性D．催化劑(4)第⑦步操作可供提純I2的兩種方法是升華法和溶劑萃取法(不要求寫詳細步驟)。(5)檢驗得到I2的方法是取少量加入淀粉溶液，若變藍，說明得到了單質碘，若不變藍，則沒有得到單質碘。解析：第⑤步操作的反應中硝酸部分價態(tài)降低，說明硝酸起氧化劑和酸性作用；利用碘單質的特性，可以用升華或萃取的方法提取出碘；一般用淀粉能否變藍檢驗是否得到單質碘。1．假如實行海水淡化來供應居民飲用水，下列方法中在原理上完全不行行的是(A)A．加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化B．利用太陽能使海水升溫，通過蒸餾而使其淡化C．將海水緩慢降溫凝固以獲得淡水D．將海水通過離子交換樹脂以除去各種離子解析：海水淡化的方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法。選項A，加明礬，明礬的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的鹽沉淀出來，所以不能使海水淡化。2．下列關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、還原反應、氧化反應3．從淡化海水中提取溴的流程如下：下列有關說法不正確的是(C)A．X試劑可用Na2SO3飽和溶液B．步驟Ⅲ的離子反應：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工業(yè)上每獲得1molBr2，須要消耗標準狀況下Cl2為44.8LD．步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾解析：A項，X試劑應選用還原性物質，可用Na2SO3飽和溶液；B項步驟Ⅲ的離子反應：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2；C項工業(yè)上每獲得1molBr2，須要消耗Cl2大于44.8L，因為反應過程中有損耗，所以C錯誤；D項步驟Ⅳ是將Br2的濃溶液中的溴提取出來，因此過程包含萃取、分液和蒸餾。4．某課外小組將灼燒海帶產生的灰燼浸泡后過濾，得到澄清的濾液。他們設計了如下幾個方案，你認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：H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O，產生了I2，使淀粉溶液呈藍色。5．(雙選)以CaCO3、海水等為原料，可以制備一系列物質，如圖所示。下列說法正確的是(AC)A．Cl2、漂白粉和SO2均可以漂白有色物質，但漂白的原理不同B．氯堿工業(yè)就是指工業(yè)上電解飽和食鹽水的方法制取NaOH、Cl2、H2的過程C．操作④必需在干燥的HCl氣流中加熱才能制取無水MgCl2D．操作②中溴元素被氧化解析：Cl2、漂白粉的漂白原理是應用HClO的強氧化性，屬于氧化漂白，不行逆，SO2的漂白原理是SO2與有色物質發(fā)生化合反應，過程可逆，故A正確；電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品的工業(yè)，稱為氯堿工業(yè)，故B錯誤；操作②的反應中，溴元素化合價降低被還原，故D錯誤。6．福建有廣袤的海岸線，建設海峽兩岸經濟區(qū)，海水的綜合利用大有可為。海水中溴含量約為65mg·L－1，從海水中提取溴的工藝流程如下：(1)以上步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態(tài)的溴，其目的是富集(或濃縮)溴元素。(2)步驟Ⅱ通入熱空氣吹出Br2，利用了溴的C。A．氧化性B．還原性C．揮發(fā)性D．腐蝕性(3)步驟Ⅱ中涉及的離子反應如下，請在下面方框內填入適當?shù)幕瘜W計量數(shù)：eq\x(3)Br2＋eq\x(3)COeq\o\al(2－,3)=eq\x(1)BrOeq\o\al(－,3)＋eq\x(5)Br－＋eq\x( 3)CO2↑(4)上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液汲取，再用氯氣氧化后蒸餾。寫出溴與二氧化硫水溶液反應的化學方程式：SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。(5)試驗室分別溴還可以用溶劑萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是BD。A．乙醇 B．四氯化碳C．燒堿溶液 D．苯解析：(1)由于海水中Br－的含量低，步驟Ⅰ中獲得游離態(tài)的溴后，步驟Ⅱ中又將其轉化為化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素。(2)步驟Ⅱ中用熱空氣吹出Br2，主要是利用了溴的揮發(fā)性。(3)利用得失電子守恒、電荷守恒和質量守恒配平該離子方程式。(4)溴與SO2的水溶液反應的化學方程式為SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。(5)乙醇能與水互溶，不能用作萃取劑。7．海水是一種豐富的資源，工業(yè)生產可以從海水中提取很多有用的物質，這些物質廣泛應用于生活、生產、科技等方面。如圖1是從含碘的CCl4溶液中提取碘的試驗過程。請回答下列問題：(1)向含碘的CCl4溶液中加入稍過量的Na2SO3溶液，則反應的離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；該操作將I2還原為I－的目的是使四氯化碳中的I2轉化為I－進入溶液。(2)操作X的名稱為分液，所用的主要儀器是分液漏斗。圖2(3)氧化時，在三頸燒瓶中將含I－的水溶液用鹽酸調至pH約為2，緩慢通入Cl2，在40℃左右反應(試驗裝置如圖2所示)。試驗限制在較低溫度下進行的緣由是防止碘升華、增大氯氣溶解度；錐形瓶里盛放的溶液為NaOH溶液。(4)已知：5SOeq\o\al(2－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O，某含碘溶液(pH約為8)中肯定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(－,3)中的一種或兩種。請補充完整檢驗含碘溶液中是否同時含有I－、IOeq\o\al(－,3)的試驗方案：用四氯化碳多次萃取含碘溶液，然后分液，水層用淀粉溶液檢驗，當水層不含碘時，取少量水層溶液，加入淀粉溶液，再加鹽酸酸化，假如同時含有I－和IOeq\o\al(－,3)，二者發(fā)生氧化還原反應生成I2使溶液變藍色，否則不同時含有I－和IOeq\o\al(－,3)。試驗中可供選擇的試劑：CCl4、稀鹽酸、淀粉溶液。(5)濃海水提取鎂的工藝流程如圖3所示：濃海水的主要成分如下：離子Na＋Mg2＋Cl－SOeq\o\al(2－,4)濃度/(g·L－1)63.728.8144.646.4該工藝流程中，脫硫階段主要反應的離子方程式為Ca2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=CaSO4↓，產品2的化學式為Mg(OH)2,1L濃海水最多可得到產品2的質量為69.6g。解析：(1)碘具有強氧化性，能將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，自身被還原為I－，其反應的離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；將碘還原為I－，目的是使四氯化碳中的I2轉化為I－進入溶液，以便利用分液法除去四氯化碳。(2)分別互不相溶的液體可采納分液法，四氯化碳和水溶液互不相溶，所以X操作為分液；運用的主要儀器是分液漏斗。(3)碘不穩(wěn)定，易升華，且溫度高時