【志鸿优化设计】2015届高考化学一轮复习 3.4 海水中的元素随堂演练(含解析)鲁科版

第4讲海水中的元素

(时间:45分钟,满分:100分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个正确答案)

1.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:海水中钾元素以离子形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A错;海水蒸发制海盐发生的是物理变化,B错;潮汐发电是将动能转化为电能,D错。

答案:C

2.从海藻灰中提取碘的方法是:往海藻灰浸取液中通入Cl2后用升华的方法将置换的碘提纯。但浸取液中通入Cl2时会生成少量性质类似于Cl2的ICl和IBr,为了消除这两种杂质,使其中的碘完全游离出来,可加入适量的( )

A.CaO

B.KI

C.H2O

D.酒精

解析:在ICl和IBr中碘的化合价为+1价,具有氧化性,能氧化KI中-1价的碘,转化为碘单质。

答案:B

3.海水淡化可采用膜分离技术,如右图所示。对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水,对加压后右侧海水成分的变化进行分析,正确的是( )

A.溶质质量增加

B.溶液质量不变

C.溶剂质量减少

D.溶质质量分数不变

解析:右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。

答案:C

4.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )

A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多

B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低

C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定

D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来

解析:A项,第ⅦA族元素的电子层数越多,非金属性越弱;B项,沸点高低是物理性质,不能用来说明物质的非金属性的强弱;D项,说明Y的非金属性比X强。

答案:C

5.现在淡水资源的污染和日益匮乏已成为世界关注的焦点,若利用海水淡化法来提供淡水,下列做法不可行的是( )

A.加入明矾,使海水中的盐分沉淀并淡化

B.将海水通过离子交换树脂,除去所含盐分

C.利用太阳能,使海水蒸馏淡化

D.采用膜分离技术使海水淡化

解析:海水中加入明矾,只能对海水中的悬浮物起到净化作用,而不能使海水中的盐分发生沉淀而除去,不能使海水淡化。

答案:A

6.天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S、Br-、C、HC等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示。

下列说法错误的是( )

A.天然海水pH≈8的原因是由于海水中的C、HC水解

B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HS、S等氧化生成S

C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸

D.“排放”出来的海水中S的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同

解析:由于海水吸收了烟气中的SO2,通入氧气后被氧化成S,所以“排放”出来的海水中S的浓度增大。

答案:D

7.苦卤是海水蒸发结晶分离出来食盐后的母液,苦卤中有较多的NaCl、MgCl2、KBr、MgSO4等物质。空气吹出法是目前从海水中提取Br2的常用方法,流程如下:

下列说法正确的是( )

A.假设生产160 kg Br2,整个过程中转移2 000 mol电子

B.最好采用分液的方法从反应③后的溶液中分离出单质溴

C.图示的工艺流程是一种没有任何缺陷的成熟的技术

D.可用三步反应从苦卤中冶炼出金属镁

解析:从苦卤中提取Br2需发生反应①②③,反应①③都是将Br-氧化为Br2,反应②

为:SO 2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,故生产160 kg Br2(2 000 mol),整个过程中转移6 000 mol电子,A 项错误;Br2的沸点很低,应用蒸馏的方法从反应③后的溶液中分离出单质溴,B项错误;该工艺用了

有毒的Cl2、SO2等物质,存在技术缺陷,C项错误;向苦卤中加入过量的NaOH溶液后过滤得到

Mg(OH)2固体,向固体中加入盐酸得到MgCl2溶液,然后将MgCl2溶液进行浓缩干燥得到MgCl2固体,电解熔融MgCl2得到Mg,D项正确。

答案:D

8.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下:

下列说法不正确的是( )

A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富

B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气

C.步骤⑤,可将晶体置于HCl气体氛围中脱水

D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应

解析:海水中含有大量的镁元素,A项正确;电解熔融MgCl2时,阳极产生Cl2,阴极产生金属镁,B 项错误;因MgCl2能水解:MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl,为此将MgCl2·6H2O晶体置于HCl气体氛围中加热脱水,其目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2,C项正确;步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO,CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2,步骤⑥是电解涉及分解反应,步骤③涉及MgCl2与

Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2,D项正确。

答案:B

9.以卤水为原料,用下列方法制取镁,其中可行的是( )

A.直接电解卤水在阴极得镁

B.向卤水里加钠可置换出镁

C.卤水与石灰水混合,过滤,洗涤,取沉淀煅烧得氧化镁,用氢气还原氧化镁得镁

D.卤水与石灰水混合,过滤,洗涤,取沉淀加盐酸溶液得MgCl2溶液,将溶液加热,蒸发浓缩,再冷却结晶,晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2,电解熔融MgCl2得镁

解析:A项中电解的阴极产物为H2;B项中Na首先与水反应,不能置换Mg;C项中H2不能把Mg还原出来;只有D项合理。

答案:D

10.碘跟氧可以形成多种化合物,其中一种称为碘酸碘,在该化合物中碘元素呈+3、+5两种价态,这种化合物的化学式是( )

A.I2O3

B.I2O4

C.I4O7

D.I4O9

解析:由其名称可写为O3)3。

答案:D

二、非选择题(本题包括4小题,共50分)

11.(14分)海水中溴含量约为65 mg·L-1,从海水中提取溴的工业流程如下:

(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的

是。

(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的。

A.氧化性

B.还原性

C.挥发性

D.腐蚀性

(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:

Br 2+ C Br+ Br-+ CO2↑

(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式:。

(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是。

A.乙醇

B.四氯化碳

C.烧碱溶液

D.苯

(6)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水,电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。

①电解时,阳极反应式为。

②若采用无隔膜的电解槽,将得到H2和。

解析:(1)由于海水中Br-的含量低,步骤Ⅰ中获得游离态的溴后,步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴,其目的是富集溴元素。(2)步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出Br2,主要是利用了溴的挥发性。

(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为:SO 2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr。(5)乙醇能与水互溶,不能用作萃取剂。(6)①电解饱和食盐水,阳极为Cl-放电,电极反应式为:2Cl--2e-Cl

2↑。②若采用无隔膜的电解槽,则阴极产生的NaOH与阳极产生的Cl2反应得到NaClO。

答案:(1)富集(或浓缩)溴元素

(2)C

(3)3 3 1 5 3

(4)SO 2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4

(5)BD

(6)①2Cl--2e-Cl

2↑②NaClO

12.(12分)海洋是重要的资源宝库,利用海水等可制得多种化工产品。下图是以海水、贝壳等为原料制取几种化工产品的转化关系图,其中E是一种化肥,N是一种常见的金属单质,M、L是常见气态单质。

试填写下列空白:

(1)反应①的化学方程式是。

(2)在进行反应①时,在固体B的溶液中是先通入D气体还是先通入NH3?。

(3)反应①中哪种物质可循环利用?。

(4)以上转化关系图中没有涉及的反应类型是(选填四种基本反应类型中的一种)。

(5)由K溶液经如何处理才能制得N?

。

解析:贝壳的主要成分是CaCO3,煅烧贝壳时得到的固体C是CaO,D是CO2;海水中含有大量的NaCl、MgCl2等物质,将海水曝晒过滤后得到的固体B是NaCl,母液中含有MgCl2;反应①是侯氏制碱法中最重要的一步反应,F是NaHCO3,E是NH4Cl;CaO加入含有MgCl2的母液中时发生如下反

应:CaO+H 2O Ca(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2,煅烧Mg(OH)2得到MgO;K是MgCl2,电解熔融态的MgCl2可得到Mg和Cl2,显然M是Cl2,L是H2,J是HCl。反应①得到的NaHCO3受热分解能得到CO2,CO2可循环利用。MgCl2容易水解,在由MgCl2溶液制备无水MgCl2时,要注意防止水解。

答案:(1)NaCl+CO 2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl

(2)先通入NH3

(3)CO2

(4)置换反应

(5)MgCl2溶液要在HCl气流中进行蒸发结晶制得MgCl2晶体,熔融后电解才能制取金属镁

13.(12分)把海水过滤除杂,在提取了氯化钠、溴、镁等化学物质后,利用剩余的富碘卤水采用下面的工艺流程生产单质碘:

回答下列问题:

(1)乙、丁中溶质的化学式为、;

(2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是;

(3)第⑦步操作可提取纯I2的两种方法是和(不要求写出具体步骤);

(4)检验得到I2的方法是。

解析:根据框图可知向含I-的卤水中加入AgNO3溶液,则甲为AgI,加入适量铁屑,置换出AgI中的银,则乙为FeI2,单质银中过量铁屑可用稀硫酸除去;FeI2中通入过量Cl2得到I2和FeCl3,则丁为FeCl3;利用碘单质的特征,可以用升华或萃取的方法提取碘;一般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。

答案:(1)FeI2FeCl3

(2)用稀硫酸除去银中的过量铁屑

(3)升华萃取

(4)取少量产物加入淀粉溶液,若变蓝,说明得到了单质碘,若不变蓝,则没有得到单质碘

14.(12分)海水中蕴藏着丰富的化学资源,下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。

请回答下列问题。

(1)请列举两种海水淡化的方法:。

(2)用电解饱和食盐水法生产NaOH过程中NaOH在电解槽的极生成,总反应的化学方程式为,每生成1 mol NaOH,电路中电子流量为mol。

(3)操作a为在干燥的HCl气流中加热,原因

是。

(4)镁是一种用途很广泛的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。已知有关物质的熔沸点数据如下:

M gO

M gCl2

熔点/℃

2

852

7

14

沸点/℃

3

600

1

412

结合表中数据和实际生产情况说明,工业上生产镁采用电解MgCl2而不是电解MgO的理

由:。

解析:(2)电解饱和食盐水时阳极反应为2Cl--2e-Cl2↑,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;由方程式可知,每生成1 mol NaOH,有1 mol电子转移。

(4)由所给数据可知MgO比MgCl2的熔点高很多,对于实际的生产设备要求高且能耗大,成本也高。

答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冷冻法等方法中的两种

(2)阴2NaCl+2H2O2NaO H+H2↑+Cl2↑ 1

(3)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

(4)MgO比MgCl2的熔点高,电解MgO比电解MgCl2耗能多