高中化学 海水的综合利用习题 新人教版选修2VIP

海水的综合利用习题1.下列分离物质的方法，从经济效益上考虑，不能用于从海水中获得食盐的是 （）A.太阳能蒸发法 B.电渗析法 C.电炉加热法 D.盐田法2.用自来水养金鱼时，通常先将自来水经日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是 （ ）A.利用紫外线杀死水中的细菌 B.提高水温，有利于金鱼生长C.增加水中氧气的含量 D.促使水中的次氯酸分解3 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）A.a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B.a为负极，b为正极；NaClO和NaClC.a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl4.贮存液溴时应在液溴上面加少量的水，其作用是 （）A.防止溴腐蚀玻璃 B.防止溴挥发而损失C.防止溴被氧化而变质 D.防止溴形成固态5近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是 （）A.MgHNO3Mg(NO3)2B.MgCl2MgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2C.MgMgOMg(NO3)2D.MgMgSO4Mg(NO3)26.溴化碘（IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr+H2OHBr+HIO,下列有关IBr的叙述，不正确的是（）A.在很多反应中IBr是强氧化剂B.IBr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀D.IBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO7.电解NaCl溶液和电解熔融态的NaCl都能得到的物质是 （）A.NaB.Cl2 C.NaOHD.H28家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创新”应用。该发生器用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大量气泡，切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，且对人体无害。在发生器内发生的反应是 （）A.2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2 B.H2+Cl2=2HClC.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O D.NaClO+HCl=NaCl+HClO9.海水中含的氯化镁是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；将产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法中不正确的是 （） A.此法的优点之一是原料的来源丰富 B.进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C.第步电解时会产生氯气D.以上提取镁的过程中涉及到的反应有复分解反应，化合反应和置换反应10从海水中提取镁，正确的方法是 （）A.海水Mg(OH)2MgB.海水MgCl2溶液MgCl2晶体MgC.海水Mg(OH)2灼烧MgOMgD.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融）Mg11市售家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创新”应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物。通电时发生器中电解槽内的极板上产生大量气泡；切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，且对人体无毒。跟该发生器直接有关的化学反应是 （ ）A.2NaCl + 2H2O2NaOH + H2+ Cl2 B.H2+ Cl2=2HClC.Cl2+ 2NaOH=NaClO + NaCl + H2O D.Cl2+ H2O=HCl + HClOE.2HClO2HCl + O212氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下，依据上图完成下列填空：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为_。与电源负极相连的电极附近，溶液pH_(选填“不变”“升高”或“下降”）。（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为_。（3）如果粗盐中含量较高，必须添加钡试剂除去，该钡试剂可以是_（选填a,b,c)。a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2 c.BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、，加入试剂的合理顺序为_（选填a、b、c)。a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c.先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_、冷却、_（填写操作名称）除去NaCl。 （6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为_。13.下图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空：（1）X的电极名称是_极，电极反应式为_，Y极的电极材料是_。检验X极产物的方法是_。（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收集到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是_（填化学式）。其形成原因是_，该沉淀在空气中放置，现象是_。（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图），其目的是_，阳极室（A处）加入_，阴极室（B处）加入_，离子交换膜只允许_通过。14. 工业上用浓缩卤水制溴的生产过程是：在浓缩卤水中通入过量Cl2得到溴单质；用空气吹出溴蒸气，并用热碱液吸收：3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O，加入过量稀硫酸酸化重新得到溴单质。完成下列问题：（1）在浓缩卤水中通入Cl2的离子方程式为：_。（2）用稀硫酸酸化的原理是_。（用化学方程式表示）（3）生产所需Cl2、NaOH等原料的主要来源是_。（用化学方程式表示）15 海水提取镁的工业流程如图所示。讨论（1）海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么贝壳在生产流程中起到什么作用？其主要成分发生了怎样的变化？（2）从海水中的Mg2+到金属镁，经历了哪些化学变化？（3）在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？16从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用示意图。根据示意图完成下列问题：（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子，精制时所用试剂为盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是_。（2）电解饱和食盐水的总反应的化学方程式为_。（3）工业上MgCl26H2O晶体在_气氛中加热脱水，通入此种气体的作用是_。可选用药品：MgCl26H2O晶体、NaCl(s)、KClO3(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl、稀NaOH溶液。仪器：见下图（装置可重复使用）。a.组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器（用编号A、B、填入）是_；有关的化学方程式是_。b.按HCl气流方向，其余装置的连接顺序（用数字、填入）是：（）（）（）（）（）（）（）c.各装置中应放的药品为：A._，B. ._，C._，D._，E._。d.B装置的作用是_，B中能观察到的现象是_。 参考答案1C解析：海水获得食盐的方法可以是太阳能蒸发法（就是盐田法）、电渗析法，不能用电炉加热法，因为这样需要消耗大量的电能，不经济。2 D3B解析：从该家用环保型消毒液发生器的制作者来讲，这是化学原理的灵活应用。从这道题的解答来分析，只不过是电解氯化钠水溶液和氯气性质的综合。电解氯化钠水溶液时，阴极产生H2、NaOH，阳极产生Cl2,为了使生成的氯气跟氢氧化钠溶液充分接触并反应，显然应该是电解池的下端产生氯气。所以，a为负极、b为正极。产物是NaClO和NaCl。4B解析：溴不能腐蚀玻璃，常温下也难被O2氧化，但溴易挥发，故用水封保护。5C解析：根据题干信息，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。其中从经济角度考虑，B项最不合算，用了除Mg外的三种化学试剂，其次是D项不合算，用了两种较贵的化学试剂；从环保角度考虑，A项和D项分别产生氮的氧化物和二氧化硫，而B项需要使用对环境造成污染的Cl2；从技术角度来看，D项中Ba（NO3）2溶液的量较难控制；C项用的O2较廉价，用稀HNO3溶解MgO后剩余的HNO3较易除去。6B解析：此题是一道信息题，题中给出了三点信息：（1）溴化碘（IBr）暗示Br呈-1价，I呈+1价；（2）IBr性质与卤素相似；（3）IBr与水反应生成HIO和HBr。由（2）可知，IBr是一种强氧化剂。分析IBr中各元素的化合价，确定碘为+1价，溴为-1价，再结合（3），可知IBr与水的反应不是氧化还原反应，而是复分解反应。因此A、C、D三项正确，B项不正确。7B解析：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2 2NaCl（熔融）2Na+Cl28AC解析：本题是电解食盐水的“创新”应用。因为电解食盐水可产生Cl2和NaOH，而Cl2和NaOH反应生成的NaClO具有强烈的杀菌能力，故答案为A、C。9D解析：从海水中提取镁，利用的原料是贝壳和海水，原料来源丰富；而提取镁的过程不涉及到置换反应。10D解析：本题要求我们既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用（用石灰乳而不用NaOH）。11AC解析：电解食盐水可生成Cl2、H2和NaOH，Cl2跟NaOH溶液反应能生成NaClO，次氯酸钠具有强烈的杀菌能力，且对人体无毒。综上所述应该选A、C。12解析：（1）电解食盐水时，与电源正极相连的电极发生的反应是2Cl-2e-=Cl2，与电源负极相连的电极发生的反应是2H+2e-=H2，消耗H+,即产生OH-，所以溶液的pH升高。（2）精制过程中，加入Na2CO3除去Ca2+（Ca2+CO2-3=CaCO3）;加入NaOH除去Mg2+（Mg2+2OH-=Mg（OH）2），由于Mg（OH）2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以Mg2+与OH-,CO2-3混合时，主要生成Mg（OH）2沉淀。（3）除去SO2-4应选择Ba2+，如加入Ba（NO3）2，溶液中会引入杂质NO-3，而加入BaCl2或Ba（OH）2均不会增加新的杂质。（4）除杂质时加入Ba2+和OH-无先后之分，但Na2CO3一定在BaCl2之后加入，因为CO2-3还能除去多余的Ba2+。（5）脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作过程是蒸发、冷却、结晶，经过滤得到NaCl晶体。（6）如无隔膜会发生如下反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，电解食盐水溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，两反应的化学方程式相加得NaCl+H2O NaClO+H2。答案：（1）2Cl-2e-=Cl2升高（2）Ca2+CO2-3=CaCO3Mg2+2OH-=Mg（OH）2（3）ac（4）bc（5）蒸发过滤（6）NaCl+H2ONaClO+H213解析：（1）由图可知X与电源正极相连应为阳极，电极反应式：2Cl-2e-=Cl2，电极材料为石墨，则Y极电极材料为Fe；用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生。（2）若反接则铁会失电子生成Fe2+，与溶液中生成的OH-结合成Fe（OH）2，在空气中先变灰绿色，后变红褐色。（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开，其目的是防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯。答案：（1）阳2Cl-2e-=Cl2Fe用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生（2）Fe（OH）2铁作阳极时被氧化为Fe2+，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H+2e-=H2，生成的OH-与Fe2+结合成Fe（OH）2先变灰绿色，后变红褐色（3）防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯饱和食盐水纯水（或NaOH稀溶液）Na+14答案：（1）Cl2+2Br-=Br2+2Cl-(2)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O(3)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H215答案：（1）贝壳主要成分为CaCO3，作为反应物煅烧时生成氧化钙，氧化钙与水反应生成碱，提供与海水中镁离子反应的氢氧根。贝壳的主要成分是CaCO3，在生产流程中成分发生变化，由CaCO3变成CaCl2。（2）CaCO3CaO+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(3)海水