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第2课时海水资源的开发利用课后篇巩固提升夯实基础·轻松达标1.下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法,其中原理上完全不可行的是()答案A解析海水淡化的方法: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。2.许多国家十分重视海水资源的综合利用,下列不需要发生化学变化就能够从海水中获得的物质是()A.氯、溴、碘B.钠、镁、铝C.烧碱、氢气D.食盐、淡水答案D解析海水通过蒸发就可以得到食盐和淡水,选项中其他物质必须通过化学反应制得。3.21世纪以来,国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦接连不断,在捍卫主权的同时,人们看重的是海洋这个巨大宝藏,下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是()A.利用海水波浪发电是将动能转化为电能B.从海水中提取溴单质一定伴有化学变化C.从海水中提取Mg时,最终须通过电解熔融态的MgO得到MgD.积极研发海水直接冷却技术,可减少煤炭的使用量,有利于环境保护答案C解析MgO熔点高,一般通过电解熔融态的MgCl2制得Mg。4.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.分解反应答案B解析MgCl2→Mg(OH)2的反应需要加入碱,是复分解反应;Mg(OH)2→MgCl2·6H2O的反应中需要加入酸,是中和反应;MgCl2·6H2O→MgCl2的反应是在加热条件下的分解反应;MgCl2→Mg的反应是通电条件下的分解反应,同时也是氧化还原反应。5.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(物质)是()①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A.①②③④⑤B.只有①②③④C.只有①②③⑤D.只有①②④⑤答案A解析电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2;H2、Cl2可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3;NaHCO3受热分解可得Na2CO3,电解熔融的NaCl可制备金属钠。6.检验海带中碘元素的实验中,发生如下反应:2H++2I-+H2O2I2+2H2O,下列对该反应的叙述中不正确的是()A.I2为氧化产物B.H2O2既作氧化剂又作还原剂C.氧化性强弱顺序为H2O2I2D.生成1molI2时转移2mol电子答案B解析,该反应中I2为氧化产物,H2O2作氧化剂,氧化性由强到弱的顺序为氧化剂氧化产物,所以氧化性:H2O2I2;反应中每生成1molI2,转移2mol电子。7.从海水中可以获得淡水、食盐,也可提取镁和溴等物质。(1)海水淡化的方法主要有(填一种)。(2)从海水中提取镁的流程如图所示:流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是;写出反应②的化学方程式:。(3)从海水中提取溴的主要反应原理是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化。试写出该反应的离子方程式:。答案(1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法等)(2)过滤MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(3)Cl2+2Br-Br2+2Cl-解析(1)海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。(2)从沉淀池中分离出Mg(OH)2沉淀使用过滤方法,反应②的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。(3)Cl2能氧化Br-得到Cl-和Br2:Cl2+2Br-2Cl-+Br2。提升能力·跨越等级1.海水淡化可采用膜分离技术,如下图所示。对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水,对加压后淡化膜右侧海水成分的变化进行分析,正确的是()A.溶质质量增加B.溶液质量不变C.溶剂质量减少D.溶质质量分数不变答案C解析水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故右侧海水中溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。2.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、712℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是()A.海水Mg(OH)2MgB.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC.海水Mg(OH)2MgOMgD.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg答案D解析工业生产除需要理论上可行外,还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A项方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B项方法中得不到MgCl2;C项方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。3.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收答案C解析工业上沉淀海水中的Mg2+常采用Ca(OH)2,不用NaOH,因为NaOH的价格较高,C错误。4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是()A.除去粗盐中的S-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段C.③④⑤中溴元素均被氧化D.蒸馏法是技术最成熟也是最具有发展前景的海水淡化方法答案B解析A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A项错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B项正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C项错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。5.海洋资源的利用具有广阔前景。(1)无须经过化学变化就能从海水中获得的物质是(填序号)。A.Cl2B.淡水C.烧碱D.食盐(2)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化,该反应的离子方程式是。(3)下图是从海水中提取镁的简单流程。①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是,Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是。②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是。(4)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:①灼烧海带时所用的主要仪器名称是。②向酸化的滤液中加H2O2溶液,写出该反应的离子方程式:。答案(1)BD(2)Cl2+2Br-Br2+2Cl-(3)①石灰乳Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(4)①坩埚②2I-+H2O2+2H+I2+2H2O解析(1)Cl2和烧碱均需要通过电解饱和氯化钠溶液制得,反应过程中有新物质生成,属于化学变化,故A、C项错误;用蒸馏等方法可将海水转化得到淡水,属于物理变化,故B项正确;海水经太阳暴晒,水分蒸发后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故D项正确。(2)氯气具有强氧化性,能和溴离子发生置换反应生成溴,离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。(3)①工业上常用石灰乳沉淀Mg2+,Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。②镁是活泼金属,可通过电解熔融氯化镁冶炼镁,电解反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。(4)①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚。②向酸化的滤液中加入过氧化氢,可将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O2。6.海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:海藻海藻灰悬浊液含I-的溶液含I2溶液碘的有机溶液晶体碘(1)实验操作③的名称是,所用主要仪器名称为。(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是(填序号)。A.酒精(沸点78℃)B.四氯化碳(沸点77℃)C.甘油(沸点290℃)D.苯(沸点80℃)(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量(填序号)溶液,反应的离子方程式为。A.KIO3B.HClOC.KID.Br2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是。答案(1)萃取、分液分液漏斗(2)BD(3)CICl+I-I2+Cl-(4)蒸馏法解析从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳,酒精和甘油均溶于水,不能作萃取剂,然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液,再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂,可采用蒸馏法。其中在操作②中,为使少量的ICl中的碘全部游离出来,应加入还原剂,故只有C项符合,发生的化学反应为ICl+KII2+KCl。7.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题:(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S-等杂质离子,精制时所用试剂为A.盐酸B.BaCl2溶液C.NaOH溶液D.Na2CO3溶液,则加入试剂的顺序是(填字母)。(2)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式:。(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2,其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为。(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2,而不从山中开凿石灰石制取,主要考虑到什么问题?。答案(1)BCDA(或CBDA或BDCA)(2)CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2(3)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(4)经济效益解析化工生产是综合利用化学知识解决实际问题的过程,在此过程中,除运用到我们所学的化学知识外,还要从环境保护、能源利用、经济效益等方面考虑。(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、S-时,不能引入新的杂质离子。所以,解此题的关键是把握好加入离子的先后顺序:①Ba2+必须在C-之前加入;②C-、OH-必须在H+之前加入,所以加入试剂的顺序为BCDA或CBDA或BDCA。(2)由贝壳→Ca(OH)2的反应流程为CaCO3→CaO→Ca(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件,不用运输,就地取材,从经济效益角度考虑是有利的。贴近生活·拓展创新某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,查阅资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去):①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。请回答:(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为。(2)步骤②中鼓入热空气的作用为。(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为。(4)此实验中尾气可用(填选项字母)吸收处理。a.水b.浓硫酸c.NaOH溶液d.饱和NaCl溶液(5)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式:。答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)使A中生成的Br2随空气流进入B中(3)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S-(4)c(5)5Br-+Br-+6H+3Br2+3H2O解析(1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出,步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。(3)二氧化硫具有还原性,能被溴氧化,则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S