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文档介绍
2020届一轮复习人教版 海水的综合利用 课时作业
学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________ 1、溴化碘(IBr)是一种卤素互化物,它的化学性质活泼,能与大多数金属反应,也能与某些非金属单质反应,并能与水发生反应:IBr+H2O===HBr+HIO。下列有关溴化碘的叙述中错误的是( ) A.IBr、Br2、I2具有相似的化学性质 B.在许多反应中,IBr是一种强氧化剂,其氧化性强于I2,但弱于Br2 C.在溴化碘与水的反应中,IBr既是氧化剂又是还原剂 D.溴化碘与氢氧化钠溶液反应时可生成两种盐 2、向盛有碘化钾溶液的试管中加入少量氯水和CCl4后,充分振荡,可观察到液体分层,其中( ) A.上层紫色,下层无色 B.上层近无色,下层紫红色 C.上层近无色,下层棕黄色 D.上层黄绿色,下层紫红色 3、下列有关实验设计说明正确的是( ) A.取一定量的海水,在蒸发皿中加热,蒸发到有较多晶体析出时,停止加热靠余热蒸干水分,称量得到的固体,测定海水中氯化钠的含量 B.通过电解食盐水的方法净化海水得到淡水 C.将一蘸有海水和酚酞的滤纸放在表面皿上,在滤纸上相距适当距离的位置上放两根铂电极,接直流电源,证明电解氯化钠溶液时氢氧化钠在哪个电极生成 D.在水中加入过量的氯化钠(为了增加溶液的导电性),电解饱和食盐水制取氢气和氧气 4、镁条在空气中燃烧后,其生成物中可能含有的物质是( ) A.MgCO3、MgO、Mg3N2 B.Mg(OH)2、MgO、MgCO3 C. MgO、Mg3N2、C D. Mg3N2、C、MgCO3 5、甲、乙、丙三种溶液中各含一种X-(X-为Cl-、Br-、I-)离子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加入丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( ) A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br- 6、下列有关硬水及其软化的说法中错误的是( ) A.离子交换法可以软化硬水 B.硬水中含有较多Ca2+、Mg2+ C.生产、生活使用的天然水必须经软化 D.加热可使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀 7、从海水中提取金属镁的生产步骤有:①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解,正确的生产顺序是 A.①②③④⑤ B.⑤④③①② C.②④③①⑤ D.③④②①⑤ 8、下列说法不正确的是 A.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法 B.海水中溶解的主要无机盐有Na+、Mg2+、K+、Ca2+、SO42-、Cl-、Br-等 C.海水综合利用,可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体 D.海水淡化因能耗大,成本高,不能形成规模化生产 9、镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取出来的。主要步骤如下: (1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用__________,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂①的量应________。 (2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_____________。 (3)试剂②可以选用____________。 (4)无水MgCl2在熔融状态下电解,会生成Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式:__________________。 10、海水中的氯化镁是镁的重要来源之一。下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中,不正确的是 A. 制石灰乳:CaO + H2O === Ca(OH)2 B. 制氢氧化镁:MgCl2 + Ca(OH)2 === Mg(OH)2↓+ CaCl2 C. 制氯化镁:Mg(OH)2 +2HCl === MgCl2 + 2H2O D. 制金属镁,在氯化镁溶液中加钠:2Na + MgCl2 === 2NaCl + Mg 11、海水提溴和海带提碘都需要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。有关叙述错误的是 A. 提溴的浓缩液来自于海水晒盐后的卤水 B. 氧化步骤都可以通入氯气来实现 C. 提取溴时利用溴的挥发性 D. 提取碘时利用碘的升华特性 12、电解溶质质量分数为26%的饱和食盐水100 g,生成0.1 mol H2后,溶液中NaOH的质量分数是( ) A.8.02% B.8.00% C.8.63% D.8.61% 13、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( ) A.X试剂可用饱和Na2SO3溶液 B.步骤Ⅰ的离子方程式:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 14、海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下: (1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。 (2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 或H2、 。 (3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为 。 (4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2 ,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。 (5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 ℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图: 请你参与分析讨论:①图中仪器B的名称: 。 ②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。 ③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。 ④C中液体产物颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。 15、海水中蕴藏着丰富的资源。除从海水中可制得食盐外,还可以制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取金属镁、溴的化工流程图如下: 已知:MgO的熔点为28000C,MgCl2的熔点为7120C。 回答下列问题: (1)操作2的方法是_____________,操作3具体指_____________________。 (2)操作1粗盐精制主要是要除掉粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42- 离子,以下试剂合理的组合是________ ① 稀盐酸 ② NaOH ③ Na2CO3 ④ BaCl2 a.②③④① b.③②④① c.④②③① d.④③①② (3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的,该溶液吸收溴的离子反应方程式是____________ 。 (4)写出电解MgCl2制取Mg的化学方程式______________________。 (5)有同学认为:上述流程过于复杂,可直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制取金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗?_______(填“同意”或“不同意”),请说出你同意或不同意的理由____________________________。 16、海洋中的海藻含碘丰富,其中碘以I-形式存在。某实验从海藻中提取碘的流程如图所示。 (1)指出实验操作①的名称________。 (2)操作③中能选用有机溶剂提取碘的原因是:________________________________________________________________________。 (3)下列有机溶剂不能用来提取碘的是( ) A.汽油 B.四氯化碳 C.酒精 (4)向含I-的溶液中滴加氯水并加入少量淀粉,其现象是 ________________________________________________________________________。 17、空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下: 海水 苦卤 提取粗盐 ①硫酸酸化 ②氯气氯化 含Br2的 海水 ③空气吹出 含Br2的 空气 ④SO2吸收 吸收液 ⑤ 氯化 溴水 混合物 ⑥ 蒸馏 溴蒸气 液溴 ⑦ 冷凝 ⑧ 分离 粗溴水 (1)溴在周期表中位于_________周期,_________族。 (2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,为什么? 。 (3)步骤④的离子方程式:________________________________________ 。 (4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度为何要控制在80—900C。温度过高或过低都不利于 生产,请解释原因__________________________________________ 。 (5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_____________,分离时液溴从分离器的_____(填“上口”或“下口”)排出。 (6)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”___ 。 18、海洋是资源的宝库。占地球上储量99%的溴分步在海洋中,我国目前是从食盐化工的尾料中提取溴,反应原理是:Cl2+2Br-→2Cl-+Br2。 (1)氯原子最外层电子轨道表示式是______________,氯气属于________分子(填写“极性”或“非极性”)。 (2)已知溴水中存在如下化学平衡:Br2+H2OH++Br-+HBrO。取少量溴水于一支试管中,向试管中滴加氢氧化钠溶液,溶液颜色变浅。请用平衡移动的观点解释颜色变浅的原因_____________。 (3)氟和溴都属于卤族元素,HF和地壳内SiO2存在以下平衡:4HF(g)+ SiO2(s) SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ。该反应的平衡常数表达式K=_________________。如果上述反应达到平衡后,降低温度,该反应会_____________(填写“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”),在平衡移动时逆反应速率先_______后_______(填写“增大”或“减小”)。 (4)若反应的容器容积为2.0 L,反应时间8.0min,容器内气体的质量增加了0.24g,在这段时间内HF的平均反应速率为_____________________。 19、请回答氯碱工业中的如下问题: (1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k=________(要求计算表达式和结果); (2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+,SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是________(填序号); (3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。 ①图中X、Y分别是________、________(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小________; ②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:________;负极:________; ③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)________、________。 20、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示: (1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式。 。 用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2· 6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是 。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。 。 (3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的: 溶解时: 。 过滤时: 。 蒸发时: 。 参考答案 1、答案:C 认真分析反应:Cl2+H2O≒HCl+HClO,我们可以看作Cl2中两个氯原子一个显+1价,一个显-1价,+1价的Cl结合水提供的负价的OH-而形成次氯酸,-1价的Cl结合H+形成HCl。然后大胆类比于IBr。A项正确,卤素互化物的性质与卤素很相似。B项正确,IBr中的I为+1价,具有很强的氧化性。C项错误,分析价态可知,溴化碘与水的反应是非氧化还原反应。据IBr+H2O===HBr+HIO可知,溴化碘与氢氧化钠溶液的反应(类似Cl2和NaOH溶液反应)可以看作是先与水反应生成两种酸,再与NaOH反应生成两种盐和水,D项正确。 2、答案:B 氯气和碘化钾溶液发生如下反应:2KI+Cl2===I2+2KCl。I2易溶于CCl4,CCl4密度比水大,所以下层呈紫红色,上层近无色。 3、答案:C 由于海水中含的无机盐不只是氯化钠一种,因此A中得到的固体不全是氯化钠,设计错误;B中电解后得到的溶液中至少有氢氧化钠,因此不是淡水,海水淡化的方法有很多种,如蒸馏法、渗析法等;水中加入氯化钠可以增强导电能力,但电解饱和氯化钠溶液时,生成氢氧化钠、氢气和氯气,不是氢气和氧气,D错误。 4、答案:C 5、答案:B 本题重点考查了基础知识的应用能力,已知溴水为橙色,单质碘可使淀粉变蓝色,单质的氧化性:Cl2>Br2>I2。结合题目信息,甲溶液为橙色,说明甲溶液内含Br-;丙溶液不变色,说明丙溶液里无I-或Br-,则只能有Cl-,则乙溶液里一定含I-。 6、答案:C 生产、生活中使用的天然水不一定都必须软化,某些要求不高的生产,如农业生产可以不需要软化,而且某些天然水的硬度可能不是很大,属于软水行列。 7、答案:C 海水中含有Mg2+,加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁?根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2+的熔融化合物。若直接加热Mg(OH)2,则Mg(OH)2发生分解生成MgO:Mg(OH)2MgO+H2O,MgO熔点高,很难熔融;工业上不采用电解熔融MgO的方法,而是将Mg(OH)2转化为MgCl2,MgCl2熔点低,电解熔融MgCl2可得金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。 8、答案:D A项中涉及海水淡化的几种主要方法,正确。B项中海水含有Na+、Mg2+、K+、Ca2+、SO42-、Cl-、Br-等,因此可以从海水中得到NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等物质。C项中海水淡化的同时,得到了含盐较多的卤水,为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等提供了较好的原料,可以降低成本,C项正确。D项中最初海水淡化能耗大,成本高,但随着技术的进步,使用规模的扩大,成本已大大降低,故错误。 9、答案: (1). NaOH或石灰乳或Ca(OH)2 (2). 过量 (3). 过滤 (4). HCl或盐酸 (5). MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (1)使MgSO4转化为Mg(OH)2,应选择碱,在转化中不引入新的离子,则试剂①选择NaOH或石灰乳,为了使镁离子完全转化,加入试剂①的量应过量,故答案为:NaOH或石灰乳;过量; (2)过滤适用于不溶于水的固体和液体,分离固体和液体用过滤,所以分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤,故答案为:过滤; (3)从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,故答案为:盐酸; (4)氯化镁电解为分解反应,产物为镁和氯气,故答案为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。 10、答案:D 分析:从海水中提取Mg的流程为:。A项,CaO与H2O化合成Ca(OH)2;B项,MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应生成Mg(OH)2和CaCl2;C项,Mg(OH)2与HCl发生中和反应生成MgCl2和H2O;D项,电解熔融MgCl2制Mg。 详解:从海水中提取Mg的流程为:。A项,CaO与H2O化合成Ca(OH)2,反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2,A项正确;B项,向海水中加入石灰乳沉淀Mg2+,MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应生成Mg(OH)2和CaCl2,反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,B项正确;C项,用HCl溶解Mg(OH)2得MgCl2溶液,Mg(OH)2与HCl发生中和反应生成MgCl2和H2O,反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,C项正确;D项,电解熔融MgCl2制Mg,Na加入MgCl2溶液中反应生成Mg(OH)2、NaCl和H2,反应的化学方程式为2Na+MgCl2+2H2O=Mg(OH)2↓+2NaCl+H2↑,D项错误; 11、答案:D A. 提溴的浓缩液来自于海水晒盐后的卤水,选项A正确;B. 氧化步骤都可以通入氯气来实现,氯气将溴离子氧化为溴单质,选项B正确;C. 提取溴时利用溴的挥发性,挥发出来后吸收富集,选项C正确;D. 提取碘时必须将碳吹出并吸收,选项D错误。 12、答案:C 根据题中所给出的信息,结合已经学习过的知识分析,由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑知: n(H2)=n(Cl2)=0.1 mol n(NaOH)=0.2 mol NaOH的质量分数为: =8.63%。 13、答案:C 本题考查从海水中提取溴的流程,意在考查考生的综合分析能力。由流程图可知,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项正确;Cl2的氧化性强于Br2,能把Br-从溶液中置换出来,B项正确;C项中未指明Cl2所处的状态,故无法确定Cl2的体积,C项错误;从Br2的浓溶液中提取Br2可采用萃取、分液和蒸馏的方法,D项正确。 14、答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种 (2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素 (4)Br2+SO2+2H2O=4H++ SO42—+2Br- 强酸对设备的严重腐蚀 (5)①冷凝管 ②Br2腐蚀橡胶 ③控制温度计b的温度,并收集59 ℃时的馏分 ④深红棕色 分液(或蒸馏) 本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,其中Cl2有可能与NaOH反应生成NaClO。步骤Ⅰ中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。 15、答案: (1). 过滤 (2). 蒸发浓缩 降温结晶 (3). c (4). Br2 + SO2 + 2H2O ==== 2Br- + SO42- + 4H+ (5). (6). 不同意 (7). MgO的熔点太高 (1)操作2是将固体和溶液分开,方法是过滤;从MgCl2溶液中获得MgCl2晶体,操作3具体指蒸发浓缩 降温结晶;(2)操作1粗盐精制主要是要除掉粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42- 离子,镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,故正确的次序为BaCl2、Na2CO3、NaOH、稀盐酸,故选C。(3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的,溴将SO2氧化,该溶液吸收溴的离子反应方程式是 Br2 + SO2 + 2H2O= 2Br- + SO42- + 4H+;(4)电解MgCl2制取Mg的化学方程式;(5)不同意 ,MgO的熔点太高,,使其熔融所费能量太多,而MgCl2是离子晶体并且熔点低,熔融电解耗能少。 16、答案:(1)过滤 (2)碘在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度 (3)C (4)淀粉变蓝 海洋产品中的溴和碘主要以化合态(Br-、I-)的形式存在,利用氧化还原反应,将它们转化为溴和碘的单质,再结合物质的分离和提纯方法将它们分开。 17、答案:(1)4 VIIA (2)酸化可抑制Cl2 、Br2与水反应 (3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42- (4)温度过高,大量水蒸气随水排除出,溴气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低。 (5)分液漏斗 下口 (6)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高。“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。 18、答案: (1). (2). 非极性 (3). 滴加氢氧化钠溶液,OH-和H+结合,导致H+浓度降低,平衡向右移动,溶液颜色变浅 (4). [SiF4][H2O]2/[HF]4 (5). 向正反应方向移动 (6). 减小 (7). 增大 (8). 0.0010mol/(L·min) 19、答案:(1)==1∶1.13或0.89 (2)③①② (3)①Cl2 H2 a%小于b% ②O2+H2O+2e-===2OH- H2+2OH--2e-===2H2O ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能提高产出碱液的浓度,降低能耗 (1)电解饱和食盐水的化学方程式是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,所以k===1∶1.13。 (2)先加BaCl2溶液除去粗盐中的SO42-,此时粗盐中又引入Ba2+;再加Na2CO3溶液除去Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe3+等杂质离子,此时溶液中引入CO32-离子,最后加HCl除去CO32-。所以三种试剂的添加顺序是BaCl2、Na2CO3、HCl。 (3)①A是电解池,生成物为NaOH、Cl2和H2,所以X、Y一种是Cl2另一种为H2;B是原电池,则Y是H2,X是Cl2。 B中燃料电池反应是2H2+O2===2H2O,B中的右室反应是O2+4e-+2H2O=== 4OH-,Na+可以透过离子膜由B的左室进入右室,所以从B的右室中出来的NaOH溶液浓度变大,因此a%小于b%。 ②B是H2、O2、NaOH燃料电池,因此,正极反应为O2+4e-+2H2O=== 4OH-,负极反应为2H2+4OH--4e-===2H2O 20、答案:(1)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑ MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑ 或Mg(OH)ClMgO+HCl↑ 在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2· 6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2。 (2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤。 (3)搅拌,加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒。 搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。 根据题中所给出的信息分析,本题重点考察的是海水的综合利用——提取镁。 查看更多