高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 海水的综合利用当堂达标检测题

单元综合测评(二)

(时间：60分钟　分值：100分)

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)

1．(2016·威海模拟)2013年网络上曝出山东一些企业将污水通过高压水井直接注入地下，村民因饮用污染水而染上怪病，“生命之源”变成“绝命之源”。下列关于污水处理的说法中不正确的是(　　)

A．含磷洗衣粉的排放会导致水体富营养化，有利于藻类生长，应提倡使用含磷洗衣粉

B．可将生活污水处理成“中水”用于灌溉

C．治污之本在于治源，应大力提倡“绿色化学”

D．活性污泥法是一种生物化学方法，可处理污水

【解析】　含磷洗衣粉的排放会导致水体富营养化，使藻类猛长，造成水中缺氧，水生生物死亡，造成水污染。

【答案】　A

2．世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成石灰乳　②在海水中加入石灰乳，过滤、洗涤沉淀物　③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤

④在氯化氢热气流中干燥晶体　⑤电解上述晶体的熔融物。下列说法不正确的是(　　)

A．镁元素在元素周期表中位于第3周期ⅡA族

B．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净

C．在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是抑制MgCl2水解

D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法

【解析】　D项中操作的反应方程式是MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，即电解MgCl2溶液得不到镁。

【答案】　D

3．不属于海水提溴过程的是(　　)

A．氧化　 B．蒸馏　

C．吹出　 D．吸收

【解析】　海水提溴的过程主要包括氧化、吹出、吸收三部分。

【答案】　B

4．(2016·唐山高二检测)下列方法或试剂：①加热

②加入适量苛性钠　③通过装有磺化煤的离子交换柱

④加明矾　⑤加漂白粉。其中可使水的暂时硬度消失的是(　　)

A．①②⑤　 B．①③　

C．①②③　 D．①②③④

【解析】　明矾用于净水，漂白粉用于水的杀菌消毒，均不能软化硬水，其他试剂和方法均可使水的暂时硬度消失。

【答案】　C

5．(2016·郑州高二检测)下图是实验室蒸馏装置图。可利用此装置将海水淡化，下列说法中正确的是(　　)

A．蒸馏时应将温度计插入海水中

B．蒸馏时冷水的流向应由上而下

C．利用此法淡化海水获得淡水质量高，但能耗大

D．蒸馏时温度计位置应在离液面2～3 mm处

【解析】　温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处，冷却水流向是由下而上。

【答案】　C

6．有关离子交换法软化硬水的下列叙述中，正确的是(　　)

A．磺化煤能使具有永久硬度的水软化，是因为它能除去水中的Ca2＋、Mg2＋、SO和Cl－等

B．经磺化煤软化处理后，软水中Na＋浓度增大

C．磺化煤使硬水软化以及磺化煤的再生，这两种操作可以在同一离子交换柱中同时进行

D．失去软化硬水能力的磺化煤，不可能恢复它的软化能力

【解析】　交换法原理：2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋，2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。

【答案】　B

7．石油裂解的主要目的是为了(　　)

A．提高轻质液体燃料的产量

B．便于分馏

C．获得短链不饱和气态烃

D．提高汽油的质量

【答案】　C

8．(2016·南京高二检测)某化工厂工业废水中含H2SO4的质量分数为2 %，采用边排放边中和的方法将它处理至基本呈中性，处理方法如下图所示。若处理后废水pH＝7，则2 %NaOH溶液的流量为(　　)

A．0.00816 m3/s  B．0.01 m3/s

C．0.01632 m3/s  D．0.02 m3/s

【解析】　利用H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O进行计算。

【答案】　A

9．在下列各种石油的加工处理过程中，属于裂化过程的是(　　)

A．分离汽油和煤油

B．将重油分离为润滑油等

C．十六烷变为辛烷和辛烯

D．将直链烃变为芳香烃

【解析】　裂化是在一定条件下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，C属于此变化。A、B属于分馏，D属于催化重整，故A、B、D均不符合题意。

【答案】　C

10．(2016·成都高二检测)已知将煤进行干馏，可以得到粗苯等物质，将苯与溴水混合，充分振荡后静置，用分液漏斗分出上层液体放置于一试管中，若向其中加入一种试剂，可发生反应并产生白雾，这种试剂是(　　)

A．浓H2SO4　 B．HNO3　

C．锌粉　 D．铁粉

【解析】　苯和溴水混合后，只分层，并不发生化学反应，当加入铁粉后，铁粉作为催化剂使反应可以发生，生成溴苯和HBr。

【答案】　D

11．下列叙述正确的是(　　)

A．含有十八个以上碳原子的烷烃，经催化裂化可得到汽油

B．裂化汽油可用来萃取溴水中的溴

C．分馏和干馏都是物理变化

D．煤焦油是混合物，可通过蒸发使其主要成分进一步分离开来

【解析】　B项裂化汽油中含有不饱和烃，不能用来萃取溴水中的溴；C项中干馏属于化学变化，D项应通过分馏。

【答案】　A

12．(2016·芜湖高二检测)煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中(　　)

A．只含有碳、氢两种元素

B．所含的有机物是CH4、CnHm、CO

C．CO体积分数小于CH4体积分数

D．氢气体积分数最大

【解析】　煤中除含碳、氢两元素外，还含有硫、氮等元素，所以A错；CO是无机物，B错；氢气的体积分数在低温时低于甲烷，D错。

【答案】　C

二、非选择题(本题包括4小题，共40分)

13．(10分)第47届联合国大会将每年的3月22日定为“世界水日”。我国是一个淡水资源平均水平远低于世界平均水平的缺水国家，海水淡化是解决我国淡水缺乏的一种好方法，海水淡化技术成为我国“十五”期间科技攻关的一个项目，海水淡化也被誉为21世纪的朝阳产业。

(1)有一种真空蒸发式海水淡化装置，该装置利用柴油机缸套废热水加热海水，使其蒸发汽化，蒸发温度为40 ℃左右。产生的蒸汽冷凝成淡水，淡水汇入集水槽，由水泵抽出，供船上使用。该装置的原理为____________，与电渗析法原理________(填“相同”或“不相同”)。

(2)海水的沸点大约为105 ℃，为什么在此条件下蒸发温度仅为40 ℃左右？

____________________________________________________

____________________________________________________。

(3)该淡化过程中体现了哪些资源的合理利用？

____________________________________________________。

(4)请你试着评价一下真空蒸发式海水淡化装置的优缺点：

____________________________________________________

____________________________________________________。

【解析】　(1)从装置名称可知该装置是蒸馏淡化海水的装置，因此与电渗析法淡化海水原理不相同。

(2)利用物质的沸点与压强的关系，即压强越小，沸点越低。

【答案】　(1)使海水中的水分蒸发，然后冷凝得到淡水　不相同

(2)此条件下，压强很小，压强越小，物质的沸点越低

(3)使柴油机缸套废热得到充分合理利用，并得到淡水资源

(4)优点真空蒸发式海水淡化装置能充分利用废热，得到质量好的淡水；缺点需要柴油机工作时才能提供淡水

14．(10分)假如你是一位企业家，在开发海水资源的众多项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求回答相关问题：

【导学号：64570019】

材料一　下图为海水中各元素含量情况(mg/L)。

材料二　部分化学试剂的市场价格

请回答下列问题：

(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案：

方案一：直接往海水中加入沉淀剂；

方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；

方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。

你认为方案________最合理。

不选方案________的理由是_______________________________。

不选方案________的理由是__________________________。

(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为________。

(3)为了节省成本，你可考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由：

____________________________________________________

____________________________________________________。

【解析】　(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。

(2)根据市场价格，CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀a mol镁离子，则需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为：(2a×40×2 300)∶(a×56×700)＝230∶49。

(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。

【答案】　(1)三　一　海水中镁浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料　二　要加热海水需大量的能源

(2)CaO　230∶49

(3)贝壳中含碳酸钙，加热分解生成氧化钙可作沉淀剂，节省了成本

15．(10分)(2016·泰安二模节选)煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。如图是煤化工产业链的一部分。

试用所学知识，回答下列问题。

(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和煤的液化技术。煤的液化技术又分为________和____________________________________________________。

(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如图所示：

FeS2Fe2＋＋SOFe3＋

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为

____________________________________________________，

第二步反应的离子方程式为_______________________。

(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、______________。

【解析】　(1)利用煤和氢气直接生成液态物质的过程，称为直接液化；而通过煤气化得到的气体制取液态物质的过程，称为间接液化。

(2)FeS2中硫的化合价为－1价，利用电子守恒等即可配平该氧化还原反应方程式。

【答案】　(1)直接液化技术　间接液化技术

(2)2FeS2＋7O2＋2H2O4H＋＋2Fe2＋＋4SO　4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O

(3)焦炉气、煤焦油

16．(10分)(2016·福州高二检测)某自来水中含有Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、HCO、SO、Cl－，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉、引起爆炸的危险，因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20 ℃时的溶解度数据为

(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因：

____________________________________________________

____________________________________________________。

(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去，需加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是________(填字母)。

A．NaOH　 B．NaHCO3　

C．Na2CO3　 D．NaCl

CaSO4能转化为物质Y的原因是____________________(用文字叙述)。

(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外，锅炉水垢中还可能含有的物质是

____________________________________(写化学式)。

(4)若所用自来水的硬度为33.6度(计算硬度是将Ca2＋、Mg2＋都看成Ca2＋，并将其折算成相当于CaO的质量，通常1 L水中含有10 mg CaO称为1度)，1 t这样的水中相当于含CaO的物质的量为________(水的密度为1 g/cm3)。

(5)水中的Ca2＋、Mg2＋可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca2＋、Mg2＋都以等物质的量进行反应。现取含Ca2＋浓度为0.40 g/L的自来水样10 mL至锥形瓶中进行滴定，达到滴定终点时，用去了浓度为0.01 mol/L的M溶液20.00 mL，则该自来水样中Mg2＋的物质的量浓度是________。

【解析】　(1)加热时水中的Mg(HCO3)2分解，生成的MgCO3溶解度比较大，继续水解产生Mg(OH)2。

Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O

MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑

(2)Na2CO3可以降低水的永久硬度；

Na2CO3＋CaSO4===CaCO3↓＋Na2SO4。

(4)由信息知33.6度相当于1 L水中含336 mg CaO，1 t水即1 000 L,1 t水中含CaO 336×103 mg即336 g，n(CaO)＝＝6 mol。

(5)Ca2＋的物质的量浓度为c(Ca2＋)＝＝0.01 mol/L，由M～Ca2＋(Mg2＋)且n(Mg2＋)＝n(Ca2＋)，得c(Mg2＋)＝c(Ca2＋)＝0.01 mol/L。

【答案】　(1)Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑

(2)C　碳酸钙的溶解度远远小于硫酸钙的溶解度

(3)CaCO3、MgCO3等

(4)6 mol

(5)0.01 mol/L