2019-2020学年高中化学课时作业21海水资源的开发利用含解析 人教版必修

2019-2020学年高中化学课时作业21海水资源的开发利用含解析 人教版必修

1 课时作业 21 1．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是(　　) A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 解析：海水经过蒸发可得到食盐和淡水。A、B 选项中，海水中存在 Cl－、Br－、I－、Na ＋、Mg2＋、Al3＋，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C 中，需要电解饱和食盐 水获取。 答案：D 2．下列说法中不正确的是(　　) A．海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库 B．海水中金的储存量很大，但它的富集程度却很低 C．从海水中可以提取铀和重水等核原料 D．海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值 解析：海水中金元素的储量为 5×107 t，但 1 t 海水中的含量仅为 4×10－6 g，所以说它 的富集程度很低，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，另外还可从海水中提取铀 和重水等核原料，故 A、B、C 正确；海水中的 Br、F 等元素为常量元素，D 错误。 答案：D 3．(2019 年衡水模拟)水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源。在世界许多地 方，对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，同时有许多地区也存在水资源利用不平衡。 下列关于水的说法错误的是(　　) A．蒸馏法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度 C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 D．0℃以上，温度越高，水的密度越小 解析：海水中溶有 Na＋、Mg2＋、Cl－和 SO 2－4 等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸 点高，可用蒸馏法将其分离，A 正确；上述杂质的溶入使水溶液的密度增大，B 正确；雪和 雨水成分相同，是水蒸发形成的水蒸气凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断地与 硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C 正确；由于水在 4℃时密度最大，故 D 错误。 答案：D 4．(2019 年瑞安四校联考)化学与社会、生活密切相关，下列有关说法错误的是(　　) A．明矾中铝离子水解产生的胶体具有很强的吸附作用而常用于净水 B．地球上 99%以上的溴蕴藏在大海中，因此溴被称为“海洋元素” C．目前加碘盐中添加的含碘物质是 KI，可用氯水和淀粉溶液鉴定食盐是否加碘 D．为减少污染、提高燃烧效率，可将煤气化或液化获得清洁燃料 解析：碘盐中添加的含碘物质为 KIO3，C 项错误。 答案：C 5．海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可按照如下步骤进行： ①把贝壳制成石灰乳； ②在引入的海水中加入石灰乳，沉淀、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将所得的产物熔融后电解。 关于提取镁，下列说法不正确的是(　　) 2 A．此法的优点之一是原料来源丰富 B．进行①、②、③步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C．第④步电解时会产生氯气 D．以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应和置换反应 解析：该制取过程中没有置换反应。 答案：D 6．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是(　　) A．加入适量的 KI 溶液 　B．通入溴蒸气 C．加氢氧化钠溶液 D．加入适量的溴化钠溶液 解析：A 项，Cl2 和 Br2 均与 KI 反应且引入了 I2 杂质；B 项，溴蒸气无法除去氯气；C 项， 氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D 项，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯 气，又不会引入新的杂质。 答案：D 7．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是(　　) 解析：灼烧海带应用坩埚，A 选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B 选项错误；苯的密 度比水的小，萃取了 I2 的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C 选项错误。 答案：D 8．下面是某加碘食盐包装袋上的部分图表文字。由此根据你得到的信息做出正确的推 测是(　　) 3 氯化钠 ≥98.0%(以 NaCl 计) 碘酸钾(KIO3) (35±15)mg/kg(以 I 计) A.此食盐是纯净物 B．“加碘食盐”中的“碘”是指碘单质 C．1 kg 此食盐中含碘酸钾(35±15)mg D．“菜未烧熟不宜加入加碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳定 解析：食盐中含有氯化钠、碘酸钾等，所以是混合物；加碘食盐中的碘是指碘酸钾；1 kg 此食盐中含碘元素(35±15)mg；“菜未烧熟不宜加入加碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳 定，D 项正确。 答案：D 9．一位遇上海难的水手，随着木筏在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他 不喝海水，因为他知道喝海水会致命。理由是 (　　) A．海水有苦涩味，根本喝不下去 B．海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡 C．海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡 D．海水会造成水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡 解析：海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物，人体内氯化钠的含量约 0.9%，海水中 盐的含量要高很多。因此，饮用海水后，会因渗透压的不同导致脱水死亡。 答案：D 10．(2019 年浙江金华市十校模拟)某化学学习小组设计了如下从海带灼烧后的海带灰中 提取碘单质的流程： (1)溶解海带灰时要加热煮沸 2～3 min 的目的是____________，操作 a 的名称为 ________。 (2)向酸化的溶液Ⅰ中加入 H2O2 的目的为________。 (3)已知 I2 与 40%的 NaOH 溶液反应生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为 1∶5， 写 出 对 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (4)最后过滤得到的 I2 需要进行洗涤和干燥，下列洗涤剂中最应该选用的是________(填 选项字母)。 A．水 B．乙醇 C．冷水 D．乙醇的水溶液 4 解析：(1)溶解海带灰时要加热煮沸 2～3 min，加热可以加快溶解速率使 I－全部溶解。 操作 a 是分离碘单质的水溶液，加入苯，I2 在苯中的溶解度大于水，使碘单质进入苯层，分 液得到含碘单质的有机层，操作 a 是分液。(2)向酸化的溶液Ⅰ中加入 H2O2 目的是将 I－氧化 为 I2。(3)碘单质与 NaOH 溶液反应，I2 既是氧化剂又是还原剂，碘的化合价降到－1 价，根 据题中信息反应生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为 1∶5，设碘升高的化合价为 x， 根据电子守恒可得 1×(x－0)＝5×[0－(－1)]，解得 x＝＋5，配平反应的化学方程式为 3I2 ＋6NaOH===NaIO3＋5NaI＋3H2O。(4)洗涤 I2 时，洗涤液不能和碘单质反应，也不能溶解碘单 质。A 项水能溶解碘单质，不能选用；B 项碘单质易溶于乙醇，不能用乙醇洗涤碘单质；C 项 碘单质在冷水中溶解度不大，可以用来洗涤碘单质；D 项碘单质易溶于乙醇的水溶液，不能 用来洗涤，故选 C。 答案：(1)加快 I－溶解，使海带灰中 I－尽可能全部溶解　分液 (2)将 I－氧化为 I2 (3)3I2＋6NaOH===NaIO3＋5NaI＋3H2O (4)C 能力提升 11．若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是(　　) A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B．利用太阳能使海水蒸馏淡化 C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水 D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子 解析：明矾净水是利用 Al3＋水解生成的 Al(OH)3 胶体的吸附作用而除去水中的一些杂质， 并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化，A 原理上不可行；利用太阳能使海水蒸馏淡 化，是有研究价值的一种淡化途径，B 原理上可行；海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程 中可以除去海水中的离子而淡化，C 原理上可行；将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一 种已被应用的海水淡化方法，D 原理上可行。 答案：A 12．根据如图海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是(　　) 已知：MgCl2·6H2O 受热生成 Mg(OH)Cl 和 HCl 气体等。 A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生 2 种单质 B．在过程③中将 MgCl2·6H2O 灼烧即可制得无水 MgCl2 C．在过程④、⑥反应中每氧化 0.2 mol Br－需消耗 2.24 L Cl2 D．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题 解析：A 项，过程①涉及 Mg2＋、CO2－3 、SO 2－4 的沉淀，属于化学过程，错误；B 项，由已 知条件知直接灼烧 MgCl2·6H2O 得不到无水 MgCl2，错误；C 项，未指明温度和压强，错误。 5 答案：D 13．海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，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，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压 后右侧海水成分变化分析正确的是(　　) A．溶质质量增加 B．溶剂质量减少 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减少 解析：加压后右侧海水中的水分进入左侧，溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分 数增大。 答案：B 14．(能力挑战题)目前世界上 60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下： 提示：①MgCl2 晶体的化学式为 MgCl2·6H2O。 ②MgO 的熔点为 2 852℃，无水 MgCl2 的熔点为 714℃。 (1)操作①的名称是________，操作②的名称________、________、过滤。 (2)试剂 a 的名称是________________。 (3)用氯化镁电解生产金属镁的化学方程式为__________________。 解析：(1)从沉淀池中把难溶性的固体 Mg(OH)2 与可溶性液体物质分离的操作是过滤。因 此操作①的名称是过滤。从 MgCl2 溶液分离得到固体溶质应是蒸发浓缩、冷却(或降温)结晶。 (2)溶解固体 Mg(OH)2 使之转化为 MgCl2 溶液需要加入的试剂 a 是 HCl 溶液。 (3)在工业上一般是用电解熔融的氯化镁的方法来生产金属镁，反应的化学方程式为 MgCl2(熔融) =====电解 Mg＋Cl2↑。 答案：(1)过滤　蒸发浓缩　冷却(或降温)结晶 (2)盐酸 (3)MgCl2(熔融) =====电解 Mg＋Cl2↑ 探究拓展 6 15．某校化学兴趣小组设计如下实验从浓缩的海水中提取溴。装置示意图和实验步骤如 下(已知 Br2 的沸点为 59℃，微溶于水，有毒性)： 实验步骤： 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关闭活塞 a、c，打开活塞 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关闭活塞 b，打开活塞 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。 回答下列问题： (1) 实 验 室 中 用 KMnO4 和 浓 盐 酸 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________(填字母序号)吸收处理。 a．水 b．浓硫酸 c．NaOH 溶液 d．饱和 NaCl 溶液 e．饱和 Na2CO3 溶液 解析：(1)实验室中用 KMnO4 和浓盐酸制备氯气时不需加热。 (2)步骤②鼓入热空气的作用为将 A 中生成的 Br2 吹入 B 中。 (3)步骤③B 中发生的主要反应是 Br 2 被 SO2 还原为 Br－，离子方程式为 Br2＋SO2＋ 2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4 。 (4)尾气中含可能没有反应完的 Cl2、SO2，还有 HBr，可用碱性溶液吸收。 答案：(1)2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O (2)使 A 中生成的 Br2 随热空气进入 B 中 (3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4 (4)ce 7