2024-2025学年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用1.2海水资源的开发利用课时评价含解析新人教版必修2

PAGE11-海水资源的开发利用(40分钟70分)一、选择题(本题8小题,每小题5分,共40分)1.(2024·北京市东城区高一检测)海冰是海水冻结而成的咸水冰。海水冻结时,部分来不及流走的盐分以卤汁的形式被包围在冰晶之间,形成“盐泡”(假设盐分以一个NaCl计),其大致结构如图所示,若海冰的冰龄达到1年以上,溶化后的水为淡水。下列叙述正确的是 ()A.海冰内层“盐泡”越多,密度越小B.海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越多C.海冰内层“盐泡”内的盐分主要以NaCl分子的形式存在D.海冰内层NaCl的浓度约为10-4mol·L-1(设冰的密度为0.9g·cm【解析】选D。“盐泡”中盐与水的比值不变,则内层“盐泡”越多时,密度不变,故A错误;若海冰的冰龄达到1年以上,溶化后的水为淡水,则海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越少,故B错误;“盐泡”内的盐分为NaCl,由离子构成,不存在NaCl分子,故C错误;冰的密度为0.9g·cm-3,设海水1L时,水的质量为900g,由个数比为1∶500000,含NaCl为=10-4mol,可知海冰内层NaCl的浓度约为c==10-4mol·L-12.海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法不正确的是 ()A.海水中含有丰富的碘元素B.运用蒸馏法可以将海水淡化C.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变更D.从海水中得到的NaCl除食用外,还用作工业原料【解析】选C。海带及海产品中均含碘元素,可知海水中含有丰富的碘元素,故A正确;海水中水的沸点较低,则运用蒸馏法可以将海水淡化,故B正确;海水蒸发制海盐的过程中,利用水加热转化为水蒸气分别,则为物理变更,故C错误;NaCl溶液电解生成NaOH、氢气、氯气,为重要的化工原料,故D正确。【加固训练】(2024·衡阳高一检测)下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所供应的方法,其中原理上完全不行行的是 ()【解析】选A。海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A,明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O,加明矾不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化。3.海水提镁是镁的重要来源,其步骤是MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg。其中没有发生的反应类型是 ()A.氧化还原反应 B.化合反应C.中和反应 D.分解反应【解析】选B。MgCl2→Mg(OH)2的反应须要加入碱,是复分解反应;Mg(OH)2→MgCl2·6H2O的反应中须要加入酸,是中和反应;MgCl2·6H2O→MgCl2是在加热条件下的分解反应;MgCl2→Mg是通电条件下的分解反应,同时也是氧化还原反应。【加固训练】1.(2024·黄冈高一检测)大自然几乎把99%的溴都存放在海洋中。在海水的综合利用中,海水提溴工业是一个重要组成部分,其中一种提溴的工艺是在预先浓缩并酸化的海水中,通入足量氯气,然后使生成的溴与汲取剂SO2反应转化为氢溴酸以达到富集溴元素的目的。在有关上述工艺流程涉及的以下化学用语中,错误的是 ()【解析】选A。HBr为共价化合物,A项写成离子化合物的形式,故A错误;溴离子带一个单位的负电荷,B正确;氯气的氧化性强于溴,C正确;Cl-最外层有8个电子,D正确。2.从淡化的海水中提取溴的流程如下:下列有关说法不正确的是 ()A.X试剂可用饱和Na2SO3溶液B.步骤Ⅰ的离子方程式:2Br-+Cl22Cl-+Br2C.工业上每获得1molBr2,须要消耗Cl244.8D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏【解析】选C。X试剂具有还原性,能把Br2还原为Br-,X试剂可用饱和Na2SO3溶液,A正确;Cl2的氧化性比Br2的强,能把Br-从溶液中置换出来,B正确;未指明Cl2所处的状态,故无法确定Cl2的体积,C错误;从浓溴水中提取Br2须要萃取、分液、蒸馏操作,D正确。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。他们设计了如下的几个方案,你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是 ()A.取适量滤液,蒸干,视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】选D。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.(2024·贵阳高一检测)下列关于海水资源利用的相识,错误的是 ()A.海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素B.海底多数金属结核矿含有铁、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【解析】选A。A项,锶和碳元素属于常量元素;B项和C项说法正确;D项,海水提溴的过程涉及以下反应:Br-Br2Br-Br2。【加固训练】NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。下列说法正确的是()A.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂B.25℃时,NaHCO3在水中的溶解度比Na2COC.Cl2与过量的铁反应生成FeCl2D.图示转化反应都是氧化还原反应【解析】选A。石灰乳与Cl2反应的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,只有氯元素化合价发生变更,Cl2既是氧化剂又是还原剂,故A正确;25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3要小,如在饱和Na2CO3溶液中通入CO2会生成NaHCO3沉淀,故B错误;Cl2为强氧化剂,与Fe反应时,无论铁过量、少量,均生成FeCl3,故C错误;NaCl→NaHCO3→Na2CO3,两步转化均没有化合价的变更,属于非氧化还原反应,故6.(2024·昆明高一检测)为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如图试验方案:下列说法正确的是 ()A.①中反应的离子方程式为2I-+H2O2I2+2OH-B.②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出C.③中得到的上层溶液中含有I-D.操作Z的名称是加热【解析】选C。①中反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2I2+2H2O,A错误;四氯化碳的密度比水的密度大,在下层,②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出,B错误;③中I2与NaOH反应生成的NaI的水溶液密度比CCl4的小,位于上层,所以上层溶液中含有I-,C正确;操作Z的名称是过滤,D错误。7.(教材二次开发·原创题)海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一,从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降,过滤,洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物;④将产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法中不正确的是 ()A.此方法的优点之一是原料的来源丰富B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2C.第④步通电时会产生氯气D.涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应【解析】选D。海水提镁过程中的反应有CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2↓,Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O,MgCl2Mg+Cl2↑,上述反应中无置换反应。8.海水中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某探讨性学习小组设计并进行了以下试验:下列叙述不正确的是 ()A.步骤①灼烧海带时,须要三脚架、坩埚、泥三角、酒精灯B.步骤③、⑥的试验操作名称分别是过滤、蒸馏C.步骤④反应的离子方程式是2I-+H2O2+2H+I2+2H2OD.步骤⑤中,也可选用乙醇来提取碘【解析】选D。灼烧须要的仪器有三脚架、坩埚、泥三角、酒精灯,A正确;步骤③的目的是从浊液中得到溶液,所以用过滤的方法,步骤⑥是把碘与溶剂苯分开,应用蒸馏的方法,B正确;步骤④是用H2O2把I-氧化成I2,离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O,C正确;乙醇与水互溶,不能从水溶液中萃取碘,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(14分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在,试验室从海藻中提取碘的流程如下:(已知沸点:苯80℃、四氯化碳(1)指出从海藻中提取I2的试验操作名称:①,③。反应②的离子方程式为

。

(2)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是。

a.苯、酒精b.四氯化碳、苯c.苯、乙酸(3)为使含碘的水溶液转化为含碘的有机溶液,试验室里有烧杯、玻璃棒等仪器,尚缺少的主要玻璃仪器是

。

(4)从含碘的有机溶液中提取碘,还要经过蒸馏,指出如图蒸馏装置中的错误之处:

。

(5)进行蒸馏操作时,运用水浴加热的缘由是

,

最终晶态碘留在中。

【解析】(1)为了从悬浊液中分别出I-,应用过滤;从I2的水溶液中把I2转移到有机溶液中,应用萃取。(2)a中酒精、c中乙酸,都是易溶于水的物质,所以不能用于萃取碘。(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗。(4)蒸馏装置的三点错误:①没有用石棉网;②温度计插入液面以下;③冷凝管进、出水方向颠倒。(5)依据苯和四氯化碳两种萃取剂的沸点数据:苯80℃、四氯化碳77℃,用水浴加热即可使之沸腾,而避开高温下I2答案:(1)过滤萃取分液2I-+Cl2I2+2Cl-(2)b(3)分液漏斗(4)①没有用石棉网;②温度计插入液面以下;③冷凝管进、出水方向颠倒(5)萃取剂沸点较低,水浴加热即可使之沸腾,避开高温时I2的升华蒸馏烧瓶10.(16分)以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:试验室模拟上述过程设计以下装置进行试验(全部橡胶制品已被爱护,夹持装置已略去)(1)A装置中通入a气体的目的是(用离子方程式表示)

;

(2)A装置中先通入a气体后改通热空气。通入热空气的目的是;

(3)B装置中b气体是,目的是富集溴,此处化学方程式为

;

(4)C装置的作用是。

【解析】由流程可知,氯气与浓缩海水中溴离子发生氧化还原反应生成溴,在吹出塔中将溴蒸气吹出,然后在汲取塔中溴、二氧化硫和水发生氧化还原反应生成硫酸和HBr。由试验装置可知,装置A中通入的a为氯气,将Br-氧化为Br2,用热空气可将生成的Br2吹出,B装置中通入SO2,进行富集溴,装置C中NaOH溶液汲取尾气,防止污染空气。(1)A装置中通入a气体为氯气,目的是将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2;(2)A装置中先通入a气体后改通热空气。通入热空气的目的是吹出Br2;(3)B装置中b气体是SO2,目的是富集溴,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4;(4)C装置的作用是汲取未反应的Cl2、Br2和SO2,防止污染空气。答案:(1)Cl2+2Br-2Cl-+Br2(2)吹出Br2(3)SO2Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4(4)汲取未反应的Cl2、Br2和SO2,防止污染空气(20分钟30分)一、选择题(本题2小题,每小题8分,共16分)11.海水提镁的主要流程如下,下列说法正确的是 ()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采纳电解法冶炼镁是因为镁很活泼A.①②③④⑤B.②③C.④⑤D.①④⑤【解析】选D。流程分析生石灰溶于水生成石灰乳,加入沉淀池沉淀镁离子生成氢氧化镁,过滤后得到氢氧化镁沉淀,加入的试剂M为盐酸,氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到氯化镁晶体,在氯化氢气体中加热失去结晶水得到固体氯化镁,通电电解生成镁;①M是盐酸用来溶解氢氧化镁沉淀,故①正确;②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;③操作b是蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程,故③错误;④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;⑤由金属冶炼原理可知,较活泼金属用电解法冶炼,电解熔融MgCl2制金属镁,故⑤正确。【加固训练】海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。如图所示是试验室从海藻中提取碘的工艺流程的一部分。下列推断正确的是 ()A.步骤③的操作是萃取、分液B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全C.步骤③中加入的有机溶剂是乙醇D.步骤④的操作是过滤【解析】选A。只要步骤②的反应已发生,就会有碘单质生成,淀粉溶液遇碘会变成蓝色,故用淀粉溶液无法检验步骤②的反应是否进行完全,B错误;因乙醇与水能以随意比例互溶,故不能用乙醇作萃取剂,C错误;步骤④的操作是蒸馏,D错误。12.(2024·宝鸡高一检测)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法正确的是 ()A.大量的氮、磷废水排入海洋,易引发赤潮B.工段③中加入盐酸溶解得到MgCl2溶液,再干脆蒸发得到MgCl2·6H2OC.在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化D.工段①中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入药品的依次为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸【解析】选A。废水中含有大量的氮、磷等元素,排入海洋,能引起赤潮,A项正确;MgCl2溶液干脆蒸发得不到MgCl2·6H2O,得到的是Mg(OH)2,B选项错误;反应⑤为Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,溴元素被还原,C选项错误;粗盐提纯的依次中要留意两点,一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入,二是盐酸最终加入,D选项错误。【加固训练】利用海洋资源获得的部分物质如图所示。下列说法正确的是 ()A.从海水中获得淡水,历史最悠久的方法是离子交换法B.从海带中获得I2须要用到的主要仪器有蒸发皿、漏斗、烧杯、分液漏斗等C.用SO2溶液汲取从苦卤中吹出的单质溴时,发生的离子反应是Br2+SO2+2H2O4H++S+2Br-D.用石灰石、盐酸等从苦卤中提取镁时,电解MgCl2溶液制镁【解析】选C。A项,历史最悠久的海水淡化方法是蒸馏法;B项,海带灼烧须要的是坩埚不是蒸发皿;D项,需电解熔融MgCl2。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)13.(2024·长春高一检测)海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。(1)氯碱工业主要以食盐为原料。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列操作,正确的操作依次是。

①过滤;②加过量的NaOH溶液;③加适量的盐酸;④加过量的Na2CO3溶液;⑤加过量的BaCl2溶液。a.②⑤④①③b.①④②⑤③c.④②⑤③① d.⑤②④①③(2)在试验室中可以用萃取的方法提取溴,可选用的试剂是,所用主要仪器的名称是。

(3)步骤Ⅰ中用硫酸酸化可提高Cl2利用率的缘由是。

(4)步骤Ⅱ反应的离子方程式是

。

(5)海水提溴蒸馏过程中,温度应限制在80～90℃,温度过高或过低都不利于生产,请说明缘由