2020-2021学年高中化学新人教版必修第二册8-1-2海水资源的开发利用作业

课时作业25海水资源的开发利用1．科学家发现海洋是一个名副其实的“聚宝盆”，下列对海洋资源开发利用的说法不正确的是(A)A．海底如“土豆”般的金属结核矿含有铁、镁、钴等多种元素，可用铝热法冶炼并分离得到各种金属单质B．海水淡化工厂可与化工生产结合，如淡化后的浓海水，可用于提溴、镁、钠等C．海水中的金、铀等元素储量高、浓度低，提炼时，须先富集D．海水提镁过程中，所需的石灰乳，可用贝壳煅烧后加水得到，体现了就地取材、降低成本的生产理念2．目前，从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3左右，常用的方法之一是用氧化剂把Br－氧化成单质溴，再通入热空气将溴蒸气吹出，这一反应中常用的氧化剂是(B)A．FeCl3 B．Cl2C．浓硫酸 D．浓硝酸解析：Cl2可把Br－氧化成单质溴：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，而FeCl3不能。浓硫酸、浓硝酸能把Br－氧化成更高价态，且反应产生有害的气体产物(SO2、NO2等)，不宜选用。3．(双选)海水是巨大的资源宝库，下列关于海水综合利用的说法错误的是(BD)A．海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等B．海水制盐、发展氯碱工业都是发生物理变化C．海水提溴过程中先通入Cl2将溴离子氧化为溴单质D．工业上用电解熔融MgO的方法制取金属镁解析：海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故A正确；氯碱工业主要反应是电解饱和食盐水，发生化学变化，故B错误；海水中溴以离子形式存在，则提溴过程中先通入Cl2将溴离子氧化为溴单质，故C正确；Mg为活泼金属单质，工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁，而不能用MgO，因为MgO熔点高，浪费浪费能源，故D错误。4．(双选)从淡化海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是(CD)A．X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3B．设备Y为蒸馏塔C．在提取溴的过程中一定有Br－被还原D．工业上，每获得1molBr2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8L(标准状况)5．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图所示。下列说法错误的是(C)A．试剂1可以选用石灰乳B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减少能耗D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)解析：石灰乳能与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，故A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，故B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，故D正确。6．海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是(D)①试剂M是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A．①②③④⑤ B．仅②③C．仅④⑤ D．仅①④⑤解析：将Mg(OH)2转化为MgCl2，用盐酸，故①正确；分析流程中，电解氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应，流程中的反应不全部都是非氧化还原反应，故②错误；操作b是浓缩蒸发、冷却结晶、过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程，故③错误；用海水晒盐后的饱和溶液中主要是氯化镁，加石灰乳可以制Mg(OH)2，故④正确；氧化镁熔点高，熔融消耗能量高、效益低，电解熔融MgCl2比电解熔融MgO制金属镁更节约能量，故⑤正确。7．某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水，现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；B．把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D．倒转分液漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞把分液漏斗放正；E．旋开活塞，用烧杯接收溶液；F．从分液漏斗上口倒出上层水溶液；G．将分液漏斗上口的玻璃塞打开并使塞上凹槽对准漏斗口上的小孔；H．静置、分层。就此实验，完成下列填空。(1)正确的操作顺序为(C)→(B)→(D)→A→G→(H)→E→F。(2)上述E步骤的操作中应注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，及时关闭活塞，不要让上层液体流出。上述G步骤操作的目的是使漏斗内外空气相通，以保证进行E操作时漏斗里液体能够流出。(3)选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是CCl4与水不互溶、不反应，而碘单质在CCl4中的溶解度比在水中的大很多。(4)酒精不能作为萃取碘水中碘的萃取剂，原因是(D)A．酒精易挥发 B．酒精密度小C．酒精有毒 D．酒精与水互溶解析：(1)题中给出了八个步骤，后五个步骤的顺序也已给出了其中四个：A→G→()→E→F，考虑到静置、分层后才能分液，操作顺序应为A→G→H→E→F。然后将B、C、D三个步骤排序，萃取操作开始步骤应为查漏→装液→振荡，即C→B→D。(2)E操作时要注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，及时关闭活塞，防止上层液体流入烧杯中，为保证分液漏斗内液体顺利滴下，在进行分液操作时应注意漏斗内部应与外界大气相连通，所以要打开分液漏斗上部的塞子并使塞子的凹槽与小孔相对。(3)萃取剂的选择应是两种溶剂不互溶、不反应，而且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应大于在原溶剂中的溶解度，而CCl4具备了上述特点。(4)由于酒精与水互溶，故不能用作萃取剂。8．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采取下面的工艺流程生产单质碘。试回答下列问题：(1)乙、丁中溶质的化学式为FeI2、FeCl3。(2)第④步骤操作中用稀硫酸浸洗的目的是用稀硫酸除去银中过量铁屑。(3)第⑤步操作的反应原理：3Ag＋4HNO3=3AgNO3＋NO↑＋2H2O，其中，HNO3的作用是(AC)A．氧化性B．还原性C．酸性D．催化剂(4)第⑦步操作可供提纯I2的两种方法是升华法和溶剂萃取法(不要求写具体步骤)。(5)检验得到I2的方法是取少量加入淀粉溶液，若变蓝，说明得到了单质碘，若不变蓝，则没有得到单质碘。解析：第⑤步操作的反应中硝酸部分价态降低，说明硝酸起氧化剂和酸性作用；利用碘单质的特性，可以用升华或萃取的方法提取出碘；一般用淀粉能否变蓝检验是否得到单质碘。1．如果实行海水淡化来供给居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是(A)A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获取淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子解析：海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，加明矾，明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。2．下列关于海水资源利用的认识，错误的是(A)A．海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素B．海底多数金属结合矿含有铁、锰、钴等多种金属元素C．通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海水的淡化D．海水提溴过程溴元素依次发生氧化反应、还原反应、氧化反应3．从淡化海水中提取溴的流程如下：下列有关说法不正确的是(C)A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工业上每获得1molBr2，需要消耗标准状况下Cl2为44.8LD．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏解析：A项，X试剂应选用还原性物质，可用Na2SO3饱和溶液；B项步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2；C项工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl2大于44.8L，因为反应过程中有损耗，所以C错误；D项步骤Ⅳ是将Br2的浓溶液中的溴提取出来，因此过程包含萃取、分液和蒸馏。4．某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下几个方案，你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(D)A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成B．取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无色，证明不含碘元素C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素解析：海带的灰烬中含有的碘元素，是以I－形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确。D中发生了氧化还原反应：H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。5．(双选)以CaCO3、海水等为原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法正确的是(AC)A．Cl2、漂白粉和SO2均可以漂白有色物质，但漂白的原理不同B．氯碱工业就是指工业上电解饱和食盐水的方法制取NaOH、Cl2、H2的过程C．操作④必须在干燥的HCl气流中加热才能制取无水MgCl2D．操作②中溴元素被氧化解析：Cl2、漂白粉的漂白原理是应用HClO的强氧化性，属于氧化漂白，不可逆，SO2的漂白原理是SO2与有色物质发生化合反应，过程可逆，故A正确；电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业，故B错误；操作②的反应中，溴元素化合价降低被还原，故D错误。6．福建有广阔的海岸线，建设海峡两岸经济区，海水的综合利用大有可为。海水中溴含量约为65mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如下：(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是富集(或浓缩)溴元素。(2)步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2，利用了溴的C。A．氧化性B．还原性C．挥发性D．腐蚀性(3)步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：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气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是BD。A．乙醇 B．四氯化碳C．烧碱溶液 D．苯解析：(1)由于海水中Br－的含量低，步骤Ⅰ中获得游离态的溴后，步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴，其目的是富集溴元素。(2)步骤Ⅱ中用热空气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(4)溴与SO2的水溶液反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。(5)乙醇能与水互溶，不能用作萃取剂。7．海水是一种丰富的资源，工业生产可以从海水中提取许多有用的物质，这些物质广泛应用于生活、生产、科技等方面。如图1是从含碘的CCl4溶液中提取碘的实验过程。请回答下列问题：(1)向含碘的CCl4溶液中加入稍过量的Na2SO3溶液，则反应的离子方程式为SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；该操作将I2还原为I－的目的是使四氯化碳中的I2转化为I－进入溶液。(2)操作X的名称为分液，所用的主要仪器是分液漏斗。图2(3)氧化时，在三颈烧瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40℃左右反应(实验装置如图2所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是防止碘升华、增大氯气溶解度；锥形瓶里盛放的溶液为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约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IOeq\o\al(－,3)中的一种或两种。请补充完整检验含碘溶液中是否同时含有I－、IOeq\o\al(－,3)的实验方案：用四氯化碳多次萃取含碘溶液，然后分液，水层用淀粉溶液检验，当水层不含碘时，取少量水层溶液，加入淀粉溶液，再加盐酸酸化，如果同时含有I－和IOeq\o\al(－,3)，二者发生氧化还原反应生成I2使溶液变蓝色，否则不同时含有I－和IOeq\o\al(－,3)。实验中可供选择的试剂：CCl4、稀盐酸、淀粉溶液。(5)浓海水提取镁的工艺流程如图3所示：浓海水的主要成分如下：离子Na＋Mg2＋Cl－SOeq\o\al(2－,4)浓度/(g·L－1)该工艺流程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为Ca2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=CaSO4↓，产品2的化学式为Mg(OH)2,1L浓海水最多可得到产品2的质量为g。解析：(1)碘具有强氧化性，能将SOeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，自身被还原为I－，其反应的离子方程式为SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；将碘还原为I－，目的是使四氯化碳中的I2转化为I－进入溶液，以便利用分液法除去四氯化碳。(2)分离互不相溶的液体可采用分液法，四氯化碳和水溶液互不相溶，所以X操作为分液；使用的主要仪器是分液漏斗。(3)碘不稳定，易升华，且温度高时气体难溶