高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 海水的综合利用课堂检测

海水的综合利用

课时演练·促提升

A组

1.我国十分重视海水资源的综合利用,下列物质不需经化学变化就能从海水中获得的是(　　)

A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝

C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水

解析:海水中氯、溴、碘、钠、镁、铝等元素都以离子形式存在,获得A、B、C中的物质需发生化学变化;海水淡化、海水晒盐发生的是物理变化。

答案:D

2.从海水中可以提取溴,主要反应为:2Br-+Cl22Cl-+Br2,下列说法中正确的是(　　)

A.溴离子具有氧化性

B.氯气是还原剂

C.该反应属于复分解反应

D.氯气的氧化性比溴单质强

解析:溴离子不能再得电子,没有氧化性;反应中氯气得电子,是氧化剂,溴单质为氧化产物,氧化性:Cl2>Br2;该反应属于氧化还原反应。

答案:D

3.NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是(　　)

A.25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大

B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂

C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应

D.图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析:A项Na2CO3比NaHCO3在水中的溶解度大;C项因果关系不对;D项制取Na2CO3的过程不涉及氧化还原反应。

答案:B

4.离子交换膜法制烧碱示意图如下图所示,有关说法正确的是(　　)

A.a口进水

B.b口进精制饱和食盐水

C.c口出的是Cl-,是由b口进入的

D.d口出的是H2

解析:a口进入的是精制饱和NaCl溶液;b口进入的是含少量NaOH的水;c口出的是淡盐水;d口出的是H2。

答案:D

5.下列关于海水综合利用的叙述不正确的是(　　)

A.利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时,直接将海水氯化,然后再进行吹出、吸收可得到溴产品

B.从海水中提取的重水可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质

C.盐田法制盐时,所用的盐田一般分成贮水池、蒸发池、结晶池三部分

D.利用电渗析法、冷冻法制盐,同时也可以得到淡水

解析:利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时,氯气氧化溴离子在pH=3.5的酸性条件下效果最好,所以在氯化之前要将海水酸化,故A项不正确。

答案:A

6.从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤,在HCl气体氛围中干燥产物;④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是(　　)

A.此法的优点之一是原料来源丰富

B.①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2

C.以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应

D.第④步电解时阴极产生氯气

解析:电解MgCl2时在阳极上产生Cl2。

答案:D

7.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)

A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2

D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

解析:海水中钾元素以K+形式存在,生成钾单质必定发生氧化还原反应,所以发生了化学反应,A错误;蒸发制海盐的过程主要是发生了物理变化,B错误;潮汐发电是将动能转化为电能,D错误。

答案:C

8.下面是海水提镁的流程图:

请回答下列问题:

(1)上述流程图中,贝壳的主要成分经历了哪些化学变化(用化学方程式表示)　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　。 

(2)由MgCl2得到金属镁的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 

(3)从经济效益角度看,该化工厂除了厂址应选择在海边外,还采取了哪些措施来提高经济效益:　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析:海水提镁,最基本的方法就是往海水里加碱,使镁离子转化为氢氧化镁沉淀,将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁,之后经过滤、干燥、电解就可得到金属镁。利用海边的贝壳制造生石灰,以降低运输成本,将电解生成的氯气与氢气反应制备盐酸,再将盐酸与氢氧化镁反应制氯化镁,以实现原料的循环利用,以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。

答案:(1)CaCO3CaO+CO2↑　CaO+H2OCa(OH)2　Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2↓+CaCl2

(2)MgCl2Mg+Cl2↑　(3)对氯气进行循环利用

9.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%,由此可知除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是　　　　　　　　　　。 

(5)为使电解氯化钠溶液的速度加快,下列措施可行的是　　　。 

A.增大阴极碳钢网面积

B.升高饱和氯化钠溶液的温度

C.加大阴极与阳极间的距离

D.提高电解时的直流电源电压

解析:步骤Ⅰ中得到的溴浓度低,经过这样处理后,可以富集溴。分析步骤Ⅱ的反应方程式应为SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,因此除环境保护外,由于生成强酸,需要防止酸对设备的腐蚀问题。为了加快电解氯化钠溶液的速度,可以采用增大阴极碳钢网面积、升高饱和氯化钠溶液温度、提高电解时直流电源电压的方法。

答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任选两种即可)

(2)Cl2　NaOH　NaClO

(3)富集溴元素

(4)强酸对设备的严重腐蚀

(5)ABD

B组

1.工业生产中物质的循环利用有多种模式。例如下图所示:

下列说法正确的是(　　)

A.图Ⅰ可用于合成氨中的N2、H2的循环

B.图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环

C.图Ⅱ可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环

D.图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环

解析:合成氨反应为可逆反应,N2与H2不可能完全反应,将生成的NH3分离出来后,N2与H2可以循环使用,A项正确。

答案:A

2.如图所示,利用海水可提取很多重要的化工原料。

下列有关说法正确的是(　　)

A.第①步中除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的药品顺序为:Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸

B.第②步中工业上可采用石墨为阴极,铁为阳极,采用阳离子交换膜的电解装置

C.第③步中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2

D.在第④步中溴元素被氧化,第⑤、⑥步中既有溴元素被氧化也有溴元素被还原

解析:BaCl2应加在Na2CO3之前,以便将过量的Ba2+除去,A错误;铁为活性电极,不能作阳极,B错误;在空气中MgCl2·6H2O分解时水解,得不到MgCl2,C错误。

答案:D

3.海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。

下列判断正确的是(　　)

A.步骤①③的操作分别是过滤、萃取

B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C.步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇

D.步骤④的操作是过滤

解析:通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I-的溶液,向该溶液中通入Cl2将I-氧化为I2,经萃取、加热、蒸馏等操作后即得晶体I2,A正确,D错误;淀粉只能检验生成了I2,而不能说明I-已反应完全,B错误;裂化汽油中含有不饱和烃,能与I2发生反应,乙醇能与水互溶,C错误。

答案:A

4.氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解饱和食盐水的方法获得氢氧化钠,我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。

(1)写出电解饱和食盐水的电极反应式和总的反应式:阳极为　　　　　　　　,阴极为　　　　　　　　,总反应式为　　　　　　　　　　。 

(2)离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中,在阴极产生11.2 L(标准状况)H2,这时溶液的pH是(设体积维持不变)　　　。 

(4)Cl2常用于自来水的消毒杀菌,现有一种新型消毒剂ClO2,若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl-,消毒等量的自来水,所需Cl2和ClO2的物质的量之比为　　　。 

解析:(2)用离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室的原因是既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaCl、NaClO而影响烧碱的质量。

(3)由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,n(NaOH)=2n(H2)==1mol,c(OH-)=0.1mol·L-1,故溶液的pH=13。

(4)Cl22Cl-,ClO2Cl-,当两者得电子数相等时,消毒能力相当,此时所需两者物质的量之比为5∶2。

答案:(1)2Cl--2e-Cl2↑　2H++2e-H2↑

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(2)既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaCl、NaClO而影响烧碱的质量

(3)13

(4)5∶2