2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二單元化學(xué)與資源開發(fā)利用課題2海水的綜合利用課時演練含解析新人教版選修2

PAGE6-課題2海水的綜合利用1．目前下列工藝過程沒有干脆運(yùn)用離子交換技術(shù)的是()A．硬水的軟化B．電解飽和食鹽水制造NaOHC．電滲析淡化海水D．海水中提取NaCl解析：本題主要考查考生對硬水軟化、電解飽和食鹽水、電滲析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工業(yè)流程的了解，依據(jù)所學(xué)學(xué)問可以推斷只有D即海水中提取NaCl沒有干脆運(yùn)用離子交換技術(shù)。答案：D2．在氯堿工業(yè)中，原料鹽中的雜質(zhì)離子危害很高，能破壞離子膜，以下對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：除雜原則是每一種試劑必需過量，不能引入雜質(zhì)離子，或者引入的雜質(zhì)離子利用后加試劑能除去。而D選項(xiàng)加入BaCl2后，再加NaOH時不能將過多的鋇離子除去，從而引入新的雜質(zhì)。答案：D3．下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()解析：在直流電源和電解池的閉合電路中，電子從電源負(fù)極流向電解池的陰極。電解飽和食鹽水，在陽極上生成Cl2，可用碘化鉀淀粉溶液作試劑檢驗(yàn)Cl2；在陰極上生成H2，可用向下排空氣法收集，采納點(diǎn)燃的操作方法檢驗(yàn)H2；在陰極區(qū)生成NaOH溶液，可用酚酞試液作試劑檢驗(yàn)NaOH。答案：D4.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全汲取，制得有較強(qiáng)殺菌實(shí)力的消毒液，設(shè)計(jì)了如右圖所示的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分推斷正確的是()A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；HClO和NaCl解析：電解飽和食鹽水生成Cl2、H2和NaOH，同時在電解池內(nèi)制得消毒液，則該消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反應(yīng)生成的NaClO。在圖示的電解池中，要使Cl2和NaOH充分反應(yīng)，應(yīng)使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在飽和食鹽水的電解池中，Cl2生成于陽極、NaOH生成于陰極。電解池的陽極連接電源的正極，陰極連接電源的負(fù)極。則a是負(fù)極，b是正極。答案：B5．從海水中提取鎂，正確的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up10(HCl))MgCl2溶液→MgCl2晶體eq\o(→,\s\up10(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up10(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(鹽酸))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up10(電解))Mg解析：本題要求我們既要知道鎂是由電解熔融的氯化鎂得到的，還要知道生產(chǎn)中從海水中提取氯化鎂的途徑及原料的合理運(yùn)用，即利用海邊富有的貝殼資源生產(chǎn)氫氧化鈣以變廢為寶。答案：D6．近幾年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表達(dá)?！熬G色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”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(濃H2SO4))MgSO4eq\o(→,\s\up10(BaNO32溶液))Mg(NO3)2解析：本題是一道試驗(yàn)評價題，但主要還是考查鎂及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。依據(jù)題意，“綠色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)三個方面設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，B項(xiàng)最不合算，環(huán)節(jié)多、運(yùn)用試劑種類也多；D項(xiàng)不合算，用了兩種較貴的試劑；從環(huán)保角度考慮，A、D兩項(xiàng)分別產(chǎn)生了能導(dǎo)致污染環(huán)境的氮的氧化物和SO2，B項(xiàng)也運(yùn)用了會對環(huán)境造成污染的Cl2；從技術(shù)角度看，D項(xiàng)中Ba(NO3)2溶液的加入量較難限制。答案：C7．海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是()A．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)改變C．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理改變就可以得到鉀單質(zhì)D．利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能解析：B項(xiàng)，蒸發(fā)過程為物理改變；C項(xiàng)，海水中的鉀元素為化合態(tài)，得到單質(zhì)鉀必需經(jīng)過化學(xué)改變；D項(xiàng)，潮汐是漲潮、落潮的過程，潮汐發(fā)電過程中無化學(xué)改變。答案：A8．工業(yè)上的海水資源開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示：(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜共同允許通過的分子或離子是________，電解槽中的陽極材料為________________。(2)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4依次制備？________，緣由是____________________________________。(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，緣由是_______________________________。解析：本題以海水資源的綜合利用為載體考查了化學(xué)化工生產(chǎn)與工藝的學(xué)問，(1)工業(yè)上用離子交換膜法電解食鹽水時采納的陽離子交換膜只允許Na＋通過，隔膜電解槽中的隔膜只允許水和離子通過，則二者均允許通過的離子或分子是陽離子(或Na＋)，電解槽中用來做陽極的是鈦或石墨。(2)硫酸鈣是微溶性的物質(zhì)，假如先加入石灰水生成氫氧化鎂沉淀，過量的Ca2＋會生成硫酸鈣沉淀，造成產(chǎn)品中有雜質(zhì)，使產(chǎn)品不純。(3)用四氯化碳萃取溴時須要的工藝?yán)щy，設(shè)備投資大，并且四氯化碳會造成環(huán)境污染。答案：(1)陽離子(或Na＋)鈦(或石墨)(2)否假如先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會夾有CaSO4沉淀，產(chǎn)品不純(3)四氯化碳萃取溴工藝?yán)щy，設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)效益低，環(huán)境污染嚴(yán)峻9．海水中含有豐富的化學(xué)元素，下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖：請回答：(1)Mg(OH)2中加入鹽酸后，要獲得MgCl2·6H2O晶體，須要進(jìn)行的試驗(yàn)操作依次為________。A．蒸餾B．灼燒C．過濾D．蒸發(fā)E．冷卻結(jié)晶(2)利用MgCl2·6H2O可制得無水氯化鎂，應(yīng)實(shí)行的措施是________________。(3)目前工業(yè)上主要采納隔膜法電解飽和食鹽水，下列關(guān)于隔膜電解槽的敘述錯誤的是________。A．隔膜的作用是防止氯氣和氫氧化鈉、氯氣和氫氣接觸而發(fā)生反應(yīng)B．電解之前應(yīng)除去Ca2＋、Mg2＋以防止電解時生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C．陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣D．電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等，可進(jìn)一步加工制得一些重要的產(chǎn)品。若將母液加熱升溫到60℃以上，隨著水分的蒸發(fā)，會漸漸析出晶體，此晶體的主要成分是________________；過濾上述晶體后，將濾液降溫到30℃以下，又漸漸析出晶體，用肯定量的冷水洗滌該晶體，最終可得到比較純凈的________晶體。解析：(1)由溶液中提純易溶于水的晶體，常用蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶的方法。(2)MgCl2·6H2O制無水氯化鎂，假如干脆加熱MgCl2·6H2O不能得到，應(yīng)將MgCl2·6H2O在干燥的HCl氣流中加熱得無水MgCl2。(3)隔膜法電解槽的陽極用碳棒制成，陰極為鐵網(wǎng)，所以D錯誤。(4)將母液加熱升溫到60℃以上，由圖像可知MgSO4的溶解度隨著溫度的上升而降低，所以隨著水分的蒸發(fā)，會有MgSO4晶體和氯化鈉析出，然后將濾液降溫到30℃以下，又漸漸析出KCl晶體。答案：(1)D、E、C(2)將MgCl2·6H2O在HCl氣流中脫水，防止MgCl2水解(3)D(4)MgSO4、NaClKCl10．江蘇擁有較長的海岸線，浩瀚的海洋是一個巨大的物質(zhì)寶庫，目前世界各國都在探討如何充分利用海洋資源。(1)如下圖所示，在電場中利用膜技術(shù)(陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過)淡化海水，該方法稱為電滲析法。①圖中膜a應(yīng)選用________膜。②電滲析法還可用來處理電鍍廢液，寫出用該方法處理含硝酸銀廢液時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________。(2)海水中的氘(含HDO0.03‰)發(fā)生聚變的能量，足以保證人類上億年的能源消費(fèi)，工業(yè)上可采納“硫化氫－水雙溫交換法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四種物質(zhì)，在25℃和100℃兩種不同的溫度下發(fā)生的兩個不同反應(yīng)得到較高濃度的HDO。①從物質(zhì)的粒子構(gòu)成看，H2O、HDO的不同點(diǎn)是________。②下圖為“硫化氫—水雙溫交換法”所發(fā)生的兩個反應(yīng)中涉及的四種物質(zhì)在反應(yīng)體系中的物質(zhì)的量隨溫度的改變曲線，寫出100℃時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________；工業(yè)上富集HDO的生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)利用的一種物質(zhì)是________。解析：本題以海水資源的利用、新材料的運(yùn)用為背景，題材選自于《化學(xué)與技術(shù)》中的文字信息，綜合考查電解原理、原子與分子結(jié)構(gòu)、綠色化學(xué)思想，以及學(xué)生的信息獲得、提煉與理解實(shí)力，對學(xué)生的思維實(shí)力要求較高。(1)中依據(jù)電場作用下離子的移動推斷Na＋、Cl－的運(yùn)動方向，依據(jù)“濃縮室”、“淡化室