高中化学第三单元 海洋化学资源的综合应用一课一练

3.3海洋化学资源的综合利用同步练习-苏教版高中化学必修第一册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．合理开发和利用海水资源是世界各国研究的课题。下列对于海水利用的认识错误的是

A．海水中蕴藏有丰富的资源，人类可以大量开发，以弥补资源的短缺

B．淡化海水的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法

C．可以用太阳能电解海水以获取氢能源

D．以海水中提纯出的NaCl为原料可以生产烧碱、纯碱、金属钠、氯气、盐酸等化工产品

2．利用自然资源制备相关化学物质，下列化学工艺不可行的是

A．提取食盐后母液含Br2的液体粗溴纯溴

B．石英砂粗硅粗四氯化硅高纯硅

C．FeS2SO2H2SO3H2SO4

D．铝土矿Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3Al2O3铝

3．下列关于金属及其化合物说法不正确的是

A．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火

B．硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂

C．将二氧化碳通入氨气的氯化钠饱和溶液中可使碳酸钠从中析出

D．湿法治金可从金属可溶性盐溶液中制备金属，如用和溶液制备

4．下列有关实验、工业生产说法不正确的是

A．实验室从海带中分离碘元素必须用到的硅酸盐材料的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、烧杯、漏斗及分液漏斗

B．提取海带中碘元素时，为保证I－完全氧化为I2，应加入过量的氧化剂(H2O2或新制氯水)

C．用分液漏斗进行萃取，需要几次振荡并放气，再将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置

D．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

5．下列过程中，利用海洋资源但未涉及氧化还原反应的是（    ）

A．海带提碘 B．工业制氯气 C．海水制盐 D．海水提溴

6．Mg、Al单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性。下列能用于证明二者化学性质存在较大差异性的是：①CO2②盐酸③NaOH溶液④水

A．①④ B．②③ C．①③④ D．②③④

7．工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如图：下列说法正确的是

A．海水需要浓缩，是因为海水中的Br2含量较低

B．热空气的作用是将多余的 Cl2吹出

C．吸收塔中发生的反应是 3Br2+3CO=5Br-+BrO+3CO2↑

D．反应釜 2 中发生的反应是 5Br-+BrO+3H2O=3Br2+6OH-

8．下列颜色不属于因化学反应而产生的现象的是

A．无色试剂瓶中的浓硝酸呈黄色

B．久置的KI溶液呈黄色

C．新制氯水久置后变为无色

D．普通玻璃导管口点燃纯净氢气时，火焰呈黄色

9．下列有关实验操作及实验现象的解释或结论不正确的是

A．A B．B C．C D．D

10．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个“封管实验”（夹持装置未画出），判断下列说法正确的是

A．加热时，①上部汇聚了固体碘，说明碘的热稳定性较差

B．加热时，②、③中的溶液均变红，冷却后又都变为无色

C．四个“封管实验”中都有可逆反应发生

D．④中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅

二、填空题

11．回答下列问题：

(1)绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。

① 下列各项符合“绿色化学”要求的是   。

A．处理废弃物  B．治理污染点  C．减少有毒物  D．杜绝污染源

② 在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是   。

A．建在西部干旱区可以脱贫致富  B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区

C．企业有权自主选择厂址        D．不宜建在人口稠密的居民区

③ 某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。

在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？   ；应增加哪些措施防止污染   。

(2)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：

i.实验操作③的名称是   ，所用主要仪器名称为   。

ii.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 ℃)

iii.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   。

A．KIO3 B．HClO   C．KI D．Br2

iv.利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是   。

12．根据下流程图回答下列问题：

(1)海水淡化的方法有       (填一种)。

(2)过程①为了除去粗盐中的可溶性杂质、，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：a.过滤，b.加过量NaOH溶液，c.加适量盐酸，d.加过量溶液，e.加过量溶液，正确的操作顺序是       (填字母)。

A．adbec    B．dabec    C．bedac    D．ebdac

过程②能否一步实现转化？       (填“能”或“否”)，与盐酸反应可以得到溶液，则该反应的离子方程式为       。

(3)过程④反应的离子方程式为       。

(4)若用萃取溴水中的，分液时层应从分液漏斗的       放出。

13．目前，从海水提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右，空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法。其中一种工艺流程为：①海水浓缩，酸化；②通入Cl2，使Br— 转化为Br2；③通入空气、水蒸气，将Br2吹入吸收塔，与吸收剂SO2反应转化为HBr；④通入Cl2，再经过一系列处理得到产品Br2。请回答下列问题：

（1）步骤②、③操作的目的是     （填“富集溴”或“萃取溴”）；

（2）在步骤③中，生成HBr的化学方程式是           ；

（3）在步骤②中，若通入22.4LCl2（标准状况），理论上可得Br2          g。

14．根据物质及其化合物的性质填空

Ⅰ为检验市售煤油中是否掺有水，可向煤油样品中加少许白色粉末     (填试剂化学式)，

若观察到            现象，就说明煤油中掺有水；也可向煤油样品中加入一小块金属钠，若观察到        现象，就可说明煤油中掺有水，反应的化学方程式是                    。

Ⅱ镁着火不能用二氧化碳来灭火，理由是                           （用化学方程式表示）；

Ⅲ铝是应用最广泛的金属之一，铝的化合物在生产和生活中也有许多用途。

（1）铝离子的结构示意图是            。

（2）铝是是一种既能与酸反应又能与碱反应的金属，请写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：        。

（3）将7.8g过氧化钠投入500ml 1 mol·L-1氯化铝溶液中，可观察到的现象是        。

15．已知：5+2+2H+=I2+5+H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、的实验方案：(实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)

①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层检验不出碘单质存在；

②                      ；

③另从水层取少量溶液，加入2~3滴淀粉溶液，滴加            (填试剂和现象)。说明废水中含有，否则说明废水中不含。

16．氯元素是中学化学中常见的重要非金属元素之一，氯元素的单质及其化合物在生产与生活中有着重要的用途，依据所学知识完成下列问题：

Ⅰ.实验室制备氯气的化学方程式是                     ；多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收，其离子方程式为                

Ⅱ.常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国世界卫生组织(WHO)列为高效安全消毒剂。常温下，它可用氯酸钠固体与浓盐酸反应制备得到，还有 NaCl与C12生成。

(1)写出并配平该反应的化学方程式                    。

(2)如果反应中生成标准状况下11.2L 氯气，则被氧化的 HCl的物质的量为       ，转移电子数为         。

(3)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中还原产物中氯元素为负一价)，以除去水中硫化物产生的臭味。取适量ClO2，通入到含有H2S(二元弱酸)的水中，再向共中加入少量氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成。写出ClO2与H2S水溶液反应的离子方程式            。

17．如何来检验是否有碘生成呢        ？

18．[选修2—化学与技术]

Ⅰ下列有关海水综合利用的说法正确的是         

Ⅱ

铁在自然界分别广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

回答下列问题：

（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有     。除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为                 、                  ；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和    (填化学式)。

（2）已知：①Fe2O3 (s)+3C(s)="2Fe(s)+3CO(g)" ΔH=+494kJ·mol-1

②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1

③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1

则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g) 的ΔH=    kJ·mol-1。理论上反应     放出的热量足以供给反应    所需的热量（填上述方程式序号）

（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的     部分，主要反应的化学方程式为                      ；熔融造气炉相当于高炉的     部分。

（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是         。

19．积极主动学习化学知识，培养提高学科核心素养，发挥化学学科的重要作用，科学、安全、有效和合理地开发自然资源和使用各种化学品，实现人类可持续发展。以“陆、海、空”即物质的固、液、气三种状态为线索，理解和记忆一些常识性化学知识是有效的学习方式之一。

(1)工业上所说的“三废”是指        。

(2)石油经常压蒸馏和减压蒸馏可得到        、        、        三种状态的产品。

(3)正常雨水的pH约为5.6，是因为空气中含有        气体的缘故；海水中的镁元素处于        (填“游离态”或“化合态”)从海水中提取氯化镁的反应        (填“是”或“不是”)氧化还原反应；无论海水资源还是陆上矿物资源，工业上冶炼镁、钾和钠的常用方法是        。

(4)以乙烯制环氧乙烷，有两种方法(环氧乙烷沸点10.4℃，与水任意比互溶)

方法一：总反应为CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2→ +CaCl2+H2O

方法二：2CH2=CH2+O22

相对方法一，方法二通常条件反应混合物状态单一，产物易液化分离，除此之外的突出优点是：        。

20．工业上常用如下的方法从海水中提碘：

完成下列填空：

(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置：         ；

氯气分子中所含的化学键名称是：         ；在原子钟，其核外存在         种运动状态不同的电子。

（2）和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是：         ，

两者气态氢化物的稳定性是：         ＞         （填写化学式）。

（3）步骤②中体现了溴具有的性质是               （文字简述）。

（4）写出步骤③中反应的化学方程式（说明：此反应在水溶液中进行）：                ；在该反应中被氧化的元素是：         。

（5）工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水，此反应中的阴极产物是：         和         （写化学式）。

（6）溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收，产物为溴化钠、溴酸钠，同时放出二氧化碳，请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目：                      。

三、实验题

21．研究 在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域.

（1）在海洋循环中，通过图所示的途径固碳.写出钙化作用的离子方程式       ；

（2）海水中溶解无机碳占海水总碳的以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机碳，可采用如下方法：

①气提、吸收，用N2从酸化后的海水中吹出并用碱液吸收（装置示意图如下）.将实线框中的装置补充完整标出所用试剂       

②测定.将吸收液吸收的无机碳全部转化为 ，再用 溶液测定，消耗 溶液，海水中溶解无机碳的浓度        （用x、y、z表示）

22．2020年初，突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐，依据研究，含氯消毒剂可以有效灭活新冠病毒，为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(ClO2)就是其中一种高效消毒灭菌剂。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其中一种是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO2，下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。

已知：①ClO2的浓度较大时易分解爆炸，一般用CO2或空气稀释到10%以下；实验室也常用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体；

②ClO2与KI反应的离子方程式为：2ClO2+10I－+8H+=2Cl－+5I2+4H2O

③

请回答：

(1)仪器d的名称是           ，仪器b在装置中的作用是           ；比较仪器c和e，实验中c的优点是           。

(2)根据反应条件判断制备装置甲中需改进的一项措施是           。

(3)反应中甲醇被氧化为甲酸，写出制备ClO2的化学方程式：           ；该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸(草酸的氧化产物为CO2)，相比甲醇法，草酸法的优点是           。

(4)下列有关说法正确的是           。

A．仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的ClO2

B．装置f主要用于检验是否有Cl2生成

C．在ClO2释放实验中，发生的离子反应方程式是：4H++5=Cl－+4ClO2↑+2H2O

D．ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，ClO2的氧化能力是Cl2的2倍

23．镁在二氧化碳中能燃烧，钠比镁更活泼，那么钠能在二氧化碳中燃烧吗？某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。

(1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式：       。

(2)该装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是       ，浓硫酸的作用是       。

(3)用酒精灯在试管D底部加热，钠在充满二氧化碳气体的试管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟。试管底部有黑色物质生成。试管冷却后，试管壁上附着一层白色物质。往试管中加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶。过滤，得到澄清的滤液。往滤液中加澄清石灰水，溶液变浑浊。再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现。则试管壁上附着的白色物质是       。将滤纸上的黑色物质在坩埚中灼烧，黑色物质能燃烧。则该黑色物质是       。试写出钠与二氧化碳反应的化学方程式：       。

参考答案：

1．A

2．C

3．C

4．B

5．C

6．C

7．C

8．D

9．A

10．D

11．(1)     D     BD     ③     增加冷凝回收装置

(2)     萃取分液     分液漏斗     BD     C     ICl+I-=Cl-+I2     蒸馏法

12．(1)蒸馏法或电渗析法或离子交换法)

(2)     CD     否     Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O

(3)Br2＋SO2＋2H2O=＋2Br-＋4H＋

(4)下口

13．     富集溴     SO2＋Br2＋2H2O= H2SO4＋2 HBr     160

14．     CuSO4（     白色粉末变蓝     有气泡生成     2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑               2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑     B

15．     从水层中取少量溶液。加入2~3滴淀粉溶液。加稀盐酸酸化。滴加FeCl3溶液。若溶液变蓝，则证明废水中存在I-，否则说明废水中不含I-     适量稀盐酸和亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝

16．     MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O     Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O     2NaClO3 + 4HCl(浓）= 2ClO2↑ + Cl2↑ + 2H2O + 2NaCl     1mol     6.02×1023或NA     5H2S + 8ClO2 + 4H2O = 5SO42－ + 8Cl－ + 18H+

17．根据淀粉溶液的变色情况来确定，如淀粉溶液变蓝色则有碘生成，若不变蓝则无碘生成

18．     CD     石灰石     CaCO3CaO+CO2↑     CaO+SiO2CaSiO3     CO     -355     ②③     ①     炉身     Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2     炉腹     用碱液吸收

19．     废气、废水、废渣     石油气     多种燃油     石蜡和沥青     CO2     化合态     不是     电解法     原子利用率100%

20．     第三周期第ⅦA族     共价键     17          HF     HCl     沸点低，易挥发     Br2+SO2+2H2O→H2SO4+2HBr     S     H2     NaOH    

21．     2HCO3－+Ca2＋=CaCO3↓+CO2↑+H2O     ；     x y/z

22．     三颈烧瓶     冷凝回流甲醇兼导气     有利于液体顺利流下，防止甲醇挥发     水浴加热     4NaClO3+CH3OH+2H2SO42Na2SO4+4ClO2↑+HCOOH+3H2O     产生的CO2可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解发生爆炸     AC

23．     2Mg＋CO22MgO＋C     除去CO2中混有的HCl     干燥CO2气体     Na2CO3     C(碳)     4Na＋3CO22Na2CO3＋C