2024-2025学年高中化学第二单元化学与资源开发利用课题2海水的综合利用课时演练含解析新人教版选修2

PAGE6-课题2海水的综合利用1．目前下列工艺过程没有干脆运用离子交换技术的是()A．硬水的软化B．电解饱和食盐水制造NaOHC．电渗析淡化海水D．海水中提取NaCl解析：本题主要考查考生对硬水软化、电解饱和食盐水、电渗析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工业流程的了解，依据所学学问可以推断只有D即海水中提取NaCl没有干脆运用离子交换技术。答案：D2．在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)除去依次不合理的是()A．BaCl2、NaOH、Na2CO3B．BaCl2、Na2CO3、NaOHC．NaOH、BaCl2、Na2CO3D．Na2CO3、BaCl2、NaOH解析：除杂原则是每一种试剂必需过量，不能引入杂质离子，或者引入的杂质离子利用后加试剂能除去。而D选项加入BaCl2后，再加NaOH时不能将过多的钡离子除去，从而引入新的杂质。答案：D3．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析：在直流电源和电解池的闭合电路中，电子从电源负极流向电解池的阴极。电解饱和食盐水，在阳极上生成Cl2，可用碘化钾淀粉溶液作试剂检验Cl2；在阴极上生成H2，可用向下排空气法收集，采纳点燃的操作方法检验H2；在阴极区生成NaOH溶液，可用酚酞试液作试剂检验NaOH。答案：D4.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全汲取，制得有较强杀菌实力的消毒液，设计了如右图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分推断正确的是()A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：电解饱和食盐水生成Cl2、H2和NaOH，同时在电解池内制得消毒液，则该消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反应生成的NaClO。在图示的电解池中，要使Cl2和NaOH充分反应，应使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在饱和食盐水的电解池中，Cl2生成于阳极、NaOH生成于阴极。电解池的阳极连接电源的正极，阴极连接电源的负极。则a是负极，b是正极。答案：B5．从海水中提取镁，正确的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(电解))MgB．海水eq\o(→,\s\up10(HCl))MgCl2溶液→MgCl2晶体eq\o(→,\s\up10(电解))MgC．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(灼烧))MgOeq\o(→,\s\up10(电解))MgD．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(盐酸))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up10(电解))Mg解析：本题要求我们既要知道镁是由电解熔融的氯化镁得到的，还要知道生产中从海水中提取氯化镁的途径及原料的合理运用，即利用海边富有的贝壳资源生产氢氧化钙以变废为宝。答案：D6．近几年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A．Mgeq\o(→,\s\up10(HNO3))Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up10(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(稀HNO3))Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up10(O2))MgOeq\o(→,\s\up10(稀HNO3))Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up10(浓H2SO4))MgSO4eq\o(→,\s\up10(BaNO32溶液))Mg(NO3)2解析：本题是一道试验评价题，但主要还是考查镁及其化合物的相互转化关系。依据题意，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑，B项最不合算，环节多、运用试剂种类也多；D项不合算，用了两种较贵的试剂；从环保角度考虑，A、D两项分别产生了能导致污染环境的氮的氧化物和SO2，B项也运用了会对环境造成污染的Cl2；从技术角度看，D项中Ba(NO3)2溶液的加入量较难限制。答案：C7．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学改变C．海水中含有钾元素，只需经过物理改变就可以得到钾单质D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析：B项，蒸发过程为物理改变；C项，海水中的钾元素为化合态，得到单质钾必需经过化学改变；D项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程中无化学改变。答案：A8．工业上的海水资源开发利用的部分工艺流程如下图所示：(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜共同允许通过的分子或离子是________，电解槽中的阳极材料为________________。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4依次制备？________，缘由是____________________________________。(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，缘由是_______________________________。解析：本题以海水资源的综合利用为载体考查了化学化工生产与工艺的学问，(1)工业上用离子交换膜法电解食盐水时采纳的阳离子交换膜只允许Na＋通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子是阳离子(或Na＋)，电解槽中用来做阳极的是钛或石墨。(2)硫酸钙是微溶性的物质，假如先加入石灰水生成氢氧化镁沉淀，过量的Ca2＋会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。(3)用四氯化碳萃取溴时须要的工艺困难，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。答案：(1)阳离子(或Na＋)钛(或石墨)(2)否假如先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹有CaSO4沉淀，产品不纯(3)四氯化碳萃取溴工艺困难，设备投资大，经济效益低，环境污染严峻9．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图：请回答：(1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，须要进行的试验操作依次为________。A．蒸馏B．灼烧C．过滤D．蒸发E．冷却结晶(2)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应实行的措施是________________。(3)目前工业上主要采纳隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是________。A．隔膜的作用是防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反应B．电解之前应除去Ca2＋、Mg2＋以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C．阴极产物为氢氧化钠和氢气D．电解槽的阳极用金属铁网制成(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会渐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又渐渐析出晶体，用肯定量的冷水洗涤该晶体，最终可得到比较纯净的________晶体。解析：(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。(2)MgCl2·6H2O制无水氯化镁，假如干脆加热MgCl2·6H2O不能得到，应将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。(3)隔膜法电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。(4)将母液加热升温到60℃以上，由图像可知MgSO4的溶解度随着温度的上升而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和氯化钠析出，然后将滤液降温到30℃以下，又渐渐析出KCl晶体。答案：(1)D、E、C(2)将MgCl2·6H2O在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解(3)D(4)MgSO4、NaClKCl10．江苏拥有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质宝库，目前世界各国都在探讨如何充分利用海洋资源。(1)如下图所示，在电场中利用膜技术(阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)淡化海水，该方法称为电渗析法。①图中膜a应选用________膜。②电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含硝酸银废液时所发生反应的化学方程式_____________________________________。(2)海水中的氘(含HDO0.03‰)发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，工业上可采纳“硫化氢－水双温交换法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四种物质，在25℃和100℃两种不同的温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO。①从物质的粒子构成看，H2O、HDO的不同点是________。②下图为“硫化氢—水双温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的改变曲线，写出100℃时所发生反应的化学方程式____________________________；工业上富集HDO的生产过程中，可以循环利用的一种物质是________。解析：本题以海水资源的利用、新材料的运用为背景，题材选自于《化学与技术》中的文字信息，综合考查电解原理、原子与分子结构、绿色化学思想，以及学生的信息获得、提炼与理解实力，对学生的思维实力要求较高。(1)中依据电场作用下离子的移动推断Na＋、Cl－的运动方向，依据“浓缩室”、“淡化室