8.1 自然资源的开发利用 课时练习
2022-2023学年高一下学期人教版(2019)化学必修第二册
一、单选题
1.低碳烯烃(主要包含乙烯、丙烯、丁烯)是有机材料合成的最重要和最基本有机化工原料,也是现代化学工业的基石。下列有关低碳烯烃的说法错误的是
A.2-甲基-2-丁烯存在顺反异构体
B.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.石油通过裂化和裂解可获得乙烯、丙烯和丁二烯
D.的名称为2-甲基-1-丙烯
2.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法正确的是( )
A.P2O5具有良好的吸水性,可用于干燥氨气
B.用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆,原理相似
C.“神州七号”的防护层中含聚四氟乙烯,制备聚四氟乙烯的单体属于不饱和烃
D.由刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始得金”可以看出金的化学性质稳定,可通过物理方法得到
3.下列离子在海水中含量最多的是( )
A.氯离子 B.镁离子 C.铁离子 D.钙离子
4.下列金属中,通常用电解法冶炼的是( )
A.Fe B.Mg C.Hg D.Ag
5.下列说法正确的是( )
A.糖类化合物都具有相同的官能团
B.将海产品用甲醛溶液浸泡以延长保鲜时间
C.油脂和氨基酸在一定条件下均可以与氢氧化钠溶液反应
D.通过石油分馏获得乙烯,已成为目前工业上生产乙烯的主要途径
6.空气吹出法是目前用于从海水中提取溴的最成熟的工业方法,其工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.X可为SO2,吸收塔里发生反应的离子方程式:SO2+Br2+2H2O=4H+++2Br-
B.步骤I与步骤III中发生的主要反应相同
C.操作I中将液溴分离出来的方法可用裂化汽油进行萃取、分液然后再蒸馏
D.工业上每获得1molBr2,需要消耗标准状况下Cl2的体积大于44.8L
7.2020年11月,“奋斗者”号载人潜水器成功进行万米海试。下列说法正确的是( )
A.从海水中提取镁的过程全部都是氧化还原反应
B.海水中提溴工艺涉及到的化学操作有蒸发,萃取,过滤
C.电解从海水中获得的饱和食盐水可制金属钠
D.从海水中提取铀是海水利用的研究方向之一
8.下列说法错误的是( )
A.煤干馏得到煤焦油,煤焦油中含有苯、二甲苯等物质,可通过分馏进一步分离
B.环己烷与溴的四氯化碳溶液在光照条件下褪色,说明发生了取代反应
C.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
D.紫外线、加热、CuSO4 溶液的作用下,蛋白质均发生变性。某些变性的蛋白质仍可食用。
9.有关海水资源的开发利用中,各工业体系的某项操作叙述错误的是( )
选项 工业体系 操作
A 镁工业:制备单质镁 用提纯得到的MgO加热熔融、电解得单质镁
B 溴工业:制备单质溴 用SO2作吸收剂将Br2转化为HBr达到富集的目的
C 淡水工业:制备蒸馏水 用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水
D 氯碱工业:制备含氯消毒剂 用得到的Cl2和石灰乳反应制漂白粉
A.A B.B C.C D.D
10.关于:石油 分馏产品 乙烯 CH2BrCH2Br.下列说法错误的是( )
A.石油主要是由烃组成的混合物
B.①主要发生物理变化
C.②包括裂化、裂解等过程
D.③是加成反应,产物名称是二溴乙烷
11.石油分馏得到的石蜡,其中的有色物质常用氯气漂白,该过程中少量的石蜡会与氯气发生( )
A.取代反应 B.加成反应 C.还原反应 D.消除反应
12.下列金属中,通常采用电解法冶炼的是( )
A.Fe B.Cu C.Al D.Hg
13.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
A. B. ↑
C. D. ↑
14.石油裂化加工的主要目的是提高下列哪种石油产品的产量和质量( )
A.乙烯 B.重油 C.轻质油 D.液化石油气
15.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法错误的是( )
A.“雾霾积聚,难见路人”,雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
B.我国已能利用3D打印技术,以钛合金粉末为原料,通过激光熔化逐层堆积,来制造飞机钛合金结构件,高温时可用金属钠还原相应的氯化物来制取金属钛
C.用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理不相同
D.碳素钢和光导纤维都属于新型的无机非金属材料
16.下列说法错误的是( )
A.煤的气化、石油的裂化和天然气的液化都是化学变化
B.石油气和天然气都可用作家用燃气,单位体积天然气完全燃烧耗氧量低于石油气
C.煤直接燃烧的热效率低、污染大,应通过干馏、气化和液化等各种加工手段综合利用
D.以淀粉含量较多的农作物为原料制得乙醇,可直接作为燃料,也可以和汽油混合作为发动机燃料
二、综合题
17.海洋是一座巨大的化学资源宝库,从中可以提取多种化学物质。从淡化海水中提取溴是海水综合利用的重要途径,其流程如图:
完成下列填空
(1)写出一种工业上海水淡化的方法 。
(2)过程Ⅱ中物质X可以选SO2吸收溴,写出该反应的化学方程式 。
(3)过程I、Ⅱ要达到的目的是 。
(4)写出过程Ⅲ反应的离子方程式 。
18.综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质,其流程如图所示:
(1)粗盐中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,为除去这些杂质而得精盐,进行如下操作:①溶解;②加过量的BaCl2溶液;③加过量的NaOH溶液;④加过量的Na2CO3溶液;⑤ ;⑥加适量的盐酸;⑦ .(填操作名称)
(2)流程中通入的气体X为 ,理由是 .
(3)溶液Ⅱ中发生反应的化学方程式是: .
(4)高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2 6H2O)所得固体是氧化镁,试写出该反应的化学方程式 .
19.海洋是生命的摇篮,蕴藏着丰富的化学资源。回答下列问题:
(1)目前海水淡化的主要方法有 (填一种)。
(2)从氯碱工业的副产品中能够得到一种含氯消毒剂,有效成分为,该消毒剂起作用的原理是利用了的 (填“强氧化性”或“强还原性”)。
(3)海水提镁工艺流程如图所示:
①操作的名称为 。
②用电解法制备金属镁,两位同学分别设计了下面的两种方法。
甲:电解氯化镁溶液。
乙:电解熔融的氯化镁。
其中 (填“甲”或“乙”)同学能够成功地制备金属镁,假设生产过程中镁元素没有损失,则制备120g镁所需生石灰的质量至少为 g。
(4)海水提溴工艺流程如图所示:
①海水中的被氧化的离子方程式是 。
②写出吸收塔中将转化为的化学方程式: 。
③工业上也可用溶液吸收吹出的。配平以下化学方程式:
20.海水中蕴藏的元素高达80多种,是人类财富的重要集散地.如图是对海水资源的综合利用的示意图.
请回答下列问题:
(1)地球上99%以上的溴元素存在于海洋中,资料显示海水中溴的含量约为66mg L﹣1.如图中制备溴涉及步骤I、II、III,分别写出步骤II和步骤III中反应的离子方程式: 、 .
(2)制备镁的工艺中,从卤水到MgCl2(aq)经历了 的过程,生成Mg(OH)2的过程看似多余,其实该过程的作用是 .
(3)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁,下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是 (填字母序号).
A.Ar B.CO2 C.O2 D.N2.
三、实验探究题
21.海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)步骤I中,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,精制时常用的试剂有:①稀盐酸;②氯化钡溶液;③氢氧化钠溶液;④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序正确的是 (填字母)。
A.①②③④
B.②③④①
C.②④③①
D.③④②①
请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式: 、 。
(2)步骤Ⅱ中已获得Br2,步骤Ⅲ中又将Br2还原为Br-,其目的是 。步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 。
(3)为了从工业Br2中提纯溴,除去产物中残留的少量Cl2.可向其中加入 溶液。
(4)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg,以下方法最合适的是_________(填序号)。
A.
B.
C.
D.
22.中国有广阔的海岸线,建设发展海洋经济,海水的综合利用大有可为.海水中溴含量约为65mg L﹣1,从海水中提取溴的工业流程如图:
(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通入空气吹出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:□Br2+□CO32﹣═□BrO3﹣+□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将溴从水中提取出来的是 .
A.乙醇 B.四氯化碳 C.烧碱溶液 D.苯.
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.不存在顺反异构,A符合题意;
B.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C.石油通过裂化和裂解可获得乙烯、丙烯和丁二烯,C不符合题意;
D.的名称为2-甲基-1-丙烯,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构;
B.丙烯含有的碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化;
C.乙烯、丙烯和丁二烯是石油裂化和裂解的产物;
D.烯烃命名时,选含官能团的最长的碳链为主链,从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号,表示出支链和官能团的位置。
2.【答案】D
【解析】【解答】A. P2O5具有良好的吸水性,由于是酸性氧化物,所以不能用于干燥氨气,A不符合题意;
B. 用活性炭为糖浆脱色是吸附作用,用臭氧漂白纸浆是氧化漂白,原理不同,B不符合题意;
C. 聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,属于不饱和卤代烃,不属于烃,C不符合题意;
D. 由刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始得金”可以看出金的化学性质稳定,可通过物理方法得到,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A,酸性干燥剂不能干燥碱性气体;
B.用活性炭为糖浆脱色是物理变化,用臭氧漂白纸浆是化学变化;
C.四氟乙烯不属于烃类物质;
D.根据金属的冶炼方法进行判断.
3.【答案】A
【解析】【解答】海水当中最多的是水,其次是氯化钠,故含量最多的是氯离子,故A符合题意
故答案为:A
【分析】解决此类问题需要了解海水的主要成分
4.【答案】B
【解析】【解答】A.铁是较活泼金属,通常用热还原法冶炼,故A不符合题意;
B.镁是活泼金属,通常用电解法冶炼,故B符合题意;
C.汞是不活泼金属,通常用热分解法冶炼,故C不符合题意;
D.银是不活泼金属,通常用热分解法冶炼,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 电解法应用在不能用还原法、置换法冶炼生成单质的活泼金属(如钠、钙、钾、镁等)和需要提纯精炼的金属(如精炼铝、镀铜等)。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、葡萄糖是多羟基醛,果糖是多羟基酮,前者所含的醛基和后者所含的羰基不相同,A不符合题意;
B、甲醛有毒,所以不用甲醛溶液浸泡海产品以保鲜,B不符合题意;
C、油脂在氢氧化钠溶液发生水解,生成高级脂肪酸钠和甘油,氨基酸分子中含有氨基和-COOH,-COOH能与NaOH反应,C符合题意;
D.目前工业上生产乙烯的主要途径是通过石油分馏产品的裂解,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】A.糖类是多羟基醛或多羟基酮;
B.甲醛有毒不能用于食品;
C.油脂中的酯基、氨基酸中的羧基都可以与碱反应;
D.石油产品的裂解产生乙烯。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.X可为SO2,二氧化硫吸收吹出塔中吹出的溴蒸气生成硫酸和氢溴酸,发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H+++2Br-,故A不符合题意;
B.步骤I与步骤III中发生的主要反应都是2Br-+Cl2= Br2+2Cl-,故B不符合题意;
C.裂化汽油中含有烯烃,烯烃与溴发生加成反应,不能用裂化汽油进行萃取溴水中的溴,故C符合题意;
D.步骤I与步骤III中发生的主要反应都是2Br-+Cl2= Br2+2Cl-,工业上每获得1molBr2,需要消耗标准状况下Cl2的体积大于44.8L,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】易错分析:C萃取使用的汽油为直馏汽油,不能使用裂化汽油,石油裂化过程产生不饱和烃。
D.理论上制备 1molBr2, 需要2mol的氯气,但是在实际生产中,氯气不能够完全反应,所以, 需要消耗标准状况下Cl2的体积大于44.8L .
7.【答案】D
【解析】【解答】A.海水提取镁的过程中,将镁离子沉淀、溶解氢氧化镁等过程均不涉及氧化还原反应,电解熔融无水氯化镁为氧化还原反应,A不符合题意;
B.海水提溴的过程涉及到氯气置换、热空气吹出、SO2还原、氯气氧化、蒸馏等步骤,B不符合题意;
C.电解饱和食盐水的反应式为,无法制得金属钠,C不符合题意;
D.海水中含有超过四十亿吨的铀资源,如何高效提取海水中的铀是近年来各国热点研究方向,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氧化还原反应过程中一定有元素的化合价发生变化;
B.海水中提溴工艺涉及浓缩、氧化、富集、提取等步骤;
C.电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气。
8.【答案】C
【解析】【解答】A. 煤干馏得到煤焦油,煤焦油中含有苯、二甲苯等物质,苯、二甲苯互溶故A不符合题意;
B. 光照条件下,环己烷中H被Br取代,发生了取代反应,溴的四氯化碳溶液褪色,故B不符合题意;
C. 合成纤维、人造纤维属于有机高分子材料,故C符合题意;
D. 紫外线、加热、CuSO4 溶液的作用下,蛋白质均发生变性,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.沸点不同,可通过分馏进一步分离
B.颜色改变说明发生了化学反应
C.碳纤维属于单质,不是有机物
D.某些变性的蛋白质仍可食用,比如煮熟的鸡蛋
9.【答案】A
【解析】【解答】A.镁是活泼金属,在工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼,而不是氧化镁,氧化镁的熔点高,反应过程耗能多,故A符合题意;
B.工业上制备单质溴,是氯气将海水中的溴转化为单质溴,用SO2作吸收剂将Br2转化为HBr达到富集的目的,最后再用氯气氧化,故B不符合题意;
C.工业上制备蒸馏水,可以用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水,便于节约能量,故C不符合题意;
D.氯碱工业可以制备氢气、烧碱和氯气,用电解得到的Cl2和石灰乳反应得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼;
B.工业上制备单质溴采用空气吹出法的原理;
C.工业上制备蒸馏水,可以用蒸馏法;
D.制备漂白粉用Cl2和石灰乳反应。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.石油主要是由烃组成的混合物,故A不符合题意;
B.分馏是利用沸点不同进行分离的,所以分馏属于物理变化,故B不符合题意;
C.裂化、裂解等过程是把大分子的烃转化为小分子烃,过程中有乙烯生成,所以②包括裂化、裂解等过程,故C不符合题意;
D.乙烯与溴加成生成CH2BrCH2Br,所以③是加成反应,CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物
B.分馏过程中没有产生新的物质
C.石油的裂解和裂化是得到轻质油和小分子有机物的过程
D.根据结构式进行命名即可
11.【答案】A
【解析】【解答】石蜡为饱和烃,与Cl2在光照条件下发生取代反应,生成氯代烷和氯化氢,A符合题意。
故答案为:A
【分析】饱和烃和氯气在光照下发生取代反应。
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A.Fe用热还原法冶炼,故A不选;
B.Cu用热还原法冶炼,故B不选;
C.Al的性质很活泼,用电解其氧化物的方法冶炼,故C选;
D.Hg用热分解法冶炼,故D不选;
故选:C.
【分析】电解法:冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al,一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的Al2O3)制得;
热还原法:冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,常用还原剂有(C、CO、H2等);
热分解法:冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得.
13.【答案】A
【解析】【解答】A.镁的还原性强于氢,镁是活泼金属,常用电解法制取,故A符合题意;
B.钠是活泼金属,常用电解法制取, ↑ ,故B不符合题意;
C.铁是较活泼金属,常用热还原法制取, ,故C不符合题意;
D.汞是不活泼金属,常用热分解法制取, ↑ ,故D 不符合题意;
故答案为:A。
【分析】一般金属性很活泼的金属采用的是电解法制取金属,如钠、镁、铝等,常见的一般金属铁,锌等可以采用还原方法制取,一般不活泼的可以用加热法进行制备
14.【答案】C
【解析】【解答】解:由于在生产生活中轻质油需求量大,供不应求,重油供大于求,根据石油裂化的目的为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,
故答案为:C.
【分析】石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量.
15.【答案】D
【解析】【解答】A.雾霾所形成的气溶胶属于胶体,具有丁达尔效应,选项A不符合题意;
B.钠与熔融的盐反应发生置换反应,生成相应的单质,所以高温时可用金属钠还原相应的氯化物来制取金属钛,选项B不符合题意;
C.活性炭脱色是利用其吸附性,次氯酸盐漂白是利用次氯酸的强氧化性,故漂白纸浆的原理不相同,选项C不符合题意;
D. 碳素钢是合金,光导纤维是二氧化硅,不属于新型的无机非金属材料,选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】碳素钢是合金材料,而光导纤维的主要成分是二氧化硅属于无机非金属材料,其他选项均正确
16.【答案】A
【解析】【解答】A. 煤的气化、石油的裂化都是化学变化,天然气的液化是物理变化,A符合题意;
B. 单位体积的烷烃完全燃烧,甲烷的耗氧量是烷烃中最低的,石油气的主要成为为丙烷、丁烷,天然气的主要成分为甲烷,则单位体积天然气完全燃烧耗氧量低于石油气,B不符合题意;
C. 煤不容易完全燃烧,故污染大,且直接燃烧的热效率低,应通过干馏、气化和液化等各种加工手段综合利用,C不符合题意;
D. 以淀粉经水解得到葡萄糖、葡萄糖发酵得乙醇,可直接作为燃料,也可以和汽油混合作为发动机燃料,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.天然气的液化是物理变化;
B.天然气的主要成分为甲烷,石油气的主要成为为丙烷、丁烷;
C.煤通过干馏、气化和液化等各种加工手段可以提高利用率;
D.根据淀粉的水解和葡萄糖的发酵分析;
17.【答案】(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法
(2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
(3)富集溴元素
(4)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
【解析】【解答】(1)可以采用蒸馏法、电渗析法或离子交换法对海水进行淡化;(2)二氧化硫吸收溴单质,发生氧化还原反应,生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式是:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;(3)步骤Ⅰ得到的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,可以获得大量的工业溴;
故答案为:富集溴元素;(4)向含溴离子的溶液中通入氯气,生成溴单质和氯离子,反应的离子方程式是:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
【分析】(1)海水淡化的方法有蒸馏法,膜法(电渗析、反渗透)、冷冻法、离子交换法等,其中蒸馏法、膜法是是主要方法
(2)1mol二氧化硫和1mol溴单质及2mol水反应生成1mol硫酸和2mol溴化氢
(3)第一步用氯气置换出溴单质,得浓度稍大的溴溶液;第二步用二氧化硫反复吸收溴单质,为了得到浓度更大的溴溶液。
(4)氯气置换溴单质:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
18.【答案】(1)过滤;蒸发结晶
(2)NH3;NH3的溶解度大,有利于提高产率
(3)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(4)MgCl2 6H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} MgO+2HCl↑+5H2O↑
【解析】【解答】解:(1)将生成的硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀从溶液中除去用过滤的方法;氯化钠和盐酸的混合溶液得到氯化钠晶体,可以用蒸发结晶的方法,除去溶液中的氯化氢和水,故答案为:过滤;蒸发结晶;(2)相同条件下,氨气的溶解度大于二氧化碳,为了提高二氧化碳的溶解度,先向饱和食盐水中通入氨气,故答案为:NH3;NH3的溶解度大,有利于提高产率;(3)溶液Ⅱ中为氯化钠和氨水的混合液,为了提高二氧化碳的溶解度,加入二氧化碳后,NaCl、NH3、CO2等发生反应生成NaHCO3和NH4Cl,故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;(4)从题意看出,高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2 6H2O)所得固体只有氧化镁,氯元素、氢元素和氧元素要成为氯化氢和水蒸气释放出去,该反应的化学方程式:MgCl2 6H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} MgO+2HCl↑+5H2O↑,故答案为:MgCl2 6H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} MgO+2HCl↑+5H2O↑.
【分析】将海水蒸发浓缩、冷却结晶得到粗盐和母液,向母液中加入Ca(OH)2,发生反应Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,过滤得到Mg(OH)2沉淀,将Mg(OH)2溶于稀盐酸中发生反应Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2·6H2O,将MgCl2·6H2O晶体在HCl氛围中加热得到固体MgCl2,电解熔融氯化镁得到Mg,发生反应为MgCl2 {#mathmL#}{#/mathmL#} Mg+Cl2↑;
将粗盐提纯得到NaCl溶液,向溶液中通入氨气和二氧化碳,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,碳酸氢钠溶解度小于NaCl而析出,所以得到溶液X为NH4Cl溶液,将NaHCO3加热发生反应2NaHCO3 {#mathmL#}{#/mathmL#} Na2CO3+CO2↑+H2O,最后得到碳酸钠固体,(1)粗盐提纯是通过溶解把不溶物与食盐初步分离、过滤把不溶物彻底除去、蒸发把食盐从溶液中分离出来而得到食盐的过程;(2)氨气溶解度大,二氧化碳溶解度小,先通入氨气会增大二氧化碳的吸收;(3)根据碳酸钠的生产进行分析,向饱和食盐水中通入氨气再通入二氧化碳即可生成碳酸氢钠固体,碳酸氢钠受热分解即可得到碳酸钠;(4)高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2 6H2O)所得固体是氧化镁,还有氯化氢和水蒸气,据此书写方程式.
19.【答案】(1)蒸馏
(2)强氧化性
(3)过滤;乙;280
(4);;
【解析】【解答】(1)目前海水淡化的主要方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等;
(2)具有强氧化性,可以起到杀菌消毒作用,故该消毒剂起作用的原理是利用了的强氧化性;
(3)①结合以上分析可知,操作a的目的是把氢氧化镁沉淀分离出来,因此操作的名称为过滤;
②用电解法制备金属镁,甲同学电解氯化镁溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气,乙同学电解熔融的氯化镁得到金属镁和氯气,乙能够成功制备金属镁;假设生产过程中镁元素没有损失,根据Mg~Mg(OH)2~Ca(OH)2~CaO关系可知,镁的物质的量为5mol,所需生石灰的质量至少为5mol×56g/mol=280g;
(4) ①氯气能够把溴离子氧化为溴单质,海水中的被氧化的离子方程式是;
②吸收塔中将转化为的化学方程式:;
③Br2+Na2CO3+3H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3中,溴元素化合价部分升高,部分降低;溴元素由0价升高到+5价,化合价升高5价;溴元素降低到-1价,化合价降低1价,根据化合价升降总数相等,所以溴化钠填化学计量数5,溴酸钠填化学计量数1,溴填化学计量数3,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为: 。
【分析】(1)海水淡化方式有很多,如蒸馏、离子交换膜、电渗析法
(2)次氯酸钠是漂白液主要成分,具有很强氧化性
(3)电解法制备Mg,电解的是熔融的氯化镁,不能是溶液,同时也不能选择氧化镁,氧化镁熔点高,耗能大
(4)海水提溴关键一步是需要富集,利用空气吹出法,SO2进行吸收在富集
20.【答案】(1)3Br2+3CO32﹣═BrO3﹣+5Br﹣+3CO2;BrO3﹣+5Br﹣+6H+═3Br2+3H2O
(2)镁的富集
(3)A
【解析】【解答】解:(1)步骤II中是碳酸钠吸收溴单质生成溴酸钠、溴化钠和二氧化碳,反应的离子方程式为:3Br2+3CO32﹣═BrO3﹣+5Br﹣+3CO2,步骤III中是溴酸钠和溴化钠在卤水溶液中发生归中反应生成溴单质,反应的离子方程式为:BrO3﹣+5Br﹣+6H+═3Br2+3H2O,故答案为:3Br2+3CO32﹣═BrO3﹣+5Br﹣+3CO2;BrO3﹣+5Br﹣+6H+═3Br2+3H2O;(2)制备镁的工艺中,从卤水到MgCl2(aq)经历MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2的过程,生成Mg(OH)2的过程是镁的富集,故答案为:镁的富集;(3)能和金属镁发生反应的气体:氮气、氧气、二氧化碳,Ar气体是惰性气体不和镁反应,所以可以用氩气做镁蒸气的冷却剂,
故选A;故答案为:A.
【分析】海水晒盐得到卤水,通入氯气氧化溴离子得到低浓度的溴单质溶液,通入热空气吹出溴单质,用纯碱溶液吸收辐射反应得到溴酸根离子、溴离子的溶液,再用硫酸酸化得到溴单质;在卤水中加入熟石灰沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后再氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,浓缩蒸发结晶析出氯化镁晶体,在氯化氢气流中失去结晶水得到固体氯化镁固体,电极熔融氯化镁得到金属镁,(1)步骤II中是碳酸钠吸收溴单质生成溴酸钠、溴化钠和二氧化碳,步骤III中是溴酸钠和溴化钠在卤水溶液中发生归中反应生成溴单质;(2)从卤水到MgCl2(aq)经历了氯化镁沉淀为氢氧化镁,过滤后得到氢氧化镁沉淀溶解在盐酸中得到氯化镁溶液,目的是浓缩溶液富集镁离子;(3)根据能和金属镁发生反应的气体来回答.
21.【答案】(1)B、C;Ca2++CO32-=CaCO3↓;Ba2++ CO32-=BaCO3↓
(2)富集(或浓缩)溴元素;Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
(3)NaBr(或溴化钠)
(4)C
【解析】【解答】解:(1)要先除硫酸根离子,然后再除钙离子,碳酸钠可以除去过量的钡离子,如果加反了,过量的钡离子就没法除去,至于加氢氧化钠除去镁离子顺序不受限制,因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了,只要将三种离子除完了,过滤就行了,最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子,顺序为:
B.②③④①或
C.②④③① ,
故答案为:BC。(2)步骤Ⅱ中已获得Br2,但浓度太稀,步骤Ⅲ中又将Br2还原为Br-,其目的是富集(或浓缩)溴元素 。步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,SO2将溴还原为Br-,有关反应的离子方程式为 Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-。(3)为了从工业Br2中提纯溴,除去产物中残留的少量Cl2.利用氯的氧化性强于溴,可向其中加入NaBr(或溴化钠)溶液,Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。(4)海水中加入试剂氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后在氢氧化镁沉淀中加入试剂盐酸溶解,得到氯化镁溶液,通过操作浓缩蒸发,冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失水得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁;步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg,最合适的方法是C。A、氧化镁熔点太高,故A不符合题意;
B、MgO离子化合物,很稳定,高温也不分解,故B不符合题意;
D、电解MgCl2水溶液只能得到氢氧化镁、氢气和氯气,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】(1)在粗盐的提纯中,氯化钡在碳酸钠之前,盐酸在最后,BC符合题意;
(2)目的是富集浓缩溴单质;
(3)加入溴化钠将氯气变成氯离子,同时产生溴单质;
(4)由于氧化镁熔点高,氯化镁熔点低,采用电解氯化镁制取金属镁。
22.【答案】(1)富集溴元素
(2)C
(3)3|3|1|5|3
(4)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
(5)B;D
【解析】【解答】解:根据流程分析可知:海水通过一定方法淡化得到淡水和卤水,卤水加入氧化剂氧化溴离子为单质溴,通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用的是溴单质的易挥发性,再利用酸溶液中溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质,(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低,如果直接蒸馏,生产成本较高,不利于工业生产,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,其目的是富集溴元素,降低成本,
故答案为:富集溴元素;(2)溴易挥发,步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,就是利用溴的挥发性,故答案为:C;(3)该反应中Br元素化合价由0价变为﹣1价、+5价,其最小公倍数是5,再结合原子守恒或电荷守恒得方程式为:3Br2+3CO32﹣═BrO3﹣+5Br﹣+3CO2↑,
故答案为:3;3;1;5;3;(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可以用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏.溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,
故答案为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4; (5)萃取剂的选取标准:萃取剂和溶质不反应、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶,
A.乙醇易溶于水,所以不能作萃取剂,故A错误;
B.四氯化碳符合萃取剂选取标准,所以能作萃取剂,故B正确;
C.溴单质与烧碱溶液反应,不能做萃取剂,故C错误;
D.苯符合萃取剂选取标准,所以能作萃取剂,故D正确;
故选BD.
【分析】(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低,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,其目的是富集溴元素;(2)溴单质具有易挥发性;(3)根据反应物、生成物,结合转移电子守恒、原子守恒配平方程式;(4)溴具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,二者在水溶液中混合易发生氧化还原生成氢溴酸和硫酸;强酸对设备的严重腐蚀;(5)萃取剂的选取标准:萃取剂和溶质不反应、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶