高考二轮复习知识点:海水资源及其综合利用
一、选择题
1.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是( )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
2.(2021·湖南)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融 制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水
【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A不符合题意;
B.Mg是较活泼金属,氧化镁的熔点过高,需要消耗能量过多,工业上常用电解熔融 制备金属镁,B不符合题意;
C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,其中生成物为MgCl2和CO,反应方程式为 ,C不符合题意;
D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,氯化镁会发生水解产生氢氧化镁和氯化氢,而氯化氢易挥发,因此最终的产物为氢氧化镁不是氯化镁,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.海水中有镁离子将镁离子变为沉淀需要加入碱性物质,氧化钙易制取,且与水反应得到氢氧化钙可以沉降镁离子
B.工业上对于比较活泼的金属一般选择的是电解熔融的离子化合物进行制取,而镁是离子化合物,且熔点不是很高符合电解制取氯化镁的要求
C.根据反应物和产物以及质量守恒即可判断产物,据此写出方程式
D.氯化镁溶液得到氯化镁固体,需要在蒸发时不断的通入氯化氢气体,抑制镁离子的水解
3.(2021·浙江)下列说法错误的是( )
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
【答案】D
【知识点】工业制取硝酸;海水资源及其综合利用;玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红色的玻璃,三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃,A说法不符合题意;
B.溴虽然被称为“海洋元素”,但是其在海水中的浓度太小,直接以海水为原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食盐后的母液属于浓缩的海水,其中溴化物的浓度较高,因此,通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴,B说法不符合题意;
C.某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此,其可用于生物炼铜,C说法不符合题意;
D.工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,D说法符合题意。
故答案为:D。
【分析】工业上制取硝酸用的是氨气催化氧化最终得到一氧化氮继续氧化变为二氧化氮与水反应变为硝酸,一氧化氮继续被氧化继续发生反应最终得到硝酸。工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化器)、热交换器和吸收塔。
4.(2022·深圳模拟)广东省海洋资源丰富。下列有关说法正确的是
A.海底石油经裂化和裂解可得不饱和烃
B.海带等藻类植物中富含
C.潮汐能属于生物质资源
D.“海水晒盐”时主要发生化学变化
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;海带成分中碘的检验
【解析】【解答】A.石油经裂化和裂解可以得到不饱和烃,故A符合题意;
B.海带、紫菜等海藻类植物中含有丰富的碘元素,不是碘单质,故B不符合题意;
C.潮汐能是指海水周期性涨落运动中所具有的能量,其水位差表现为势能,其潮流的速度表现为动能,不属于生物质资源,故C不符合题意;
D.海水晒盐是通过阳光和风力使水分蒸发,属于混合物的分离,没有新物质生成,属于物理变化,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.烷烃裂化和裂解可以得到烷烃和烯烃;
B.植物中含有丰富的碘元素,不是碘单质;
C.潮汐能是指海水周期性涨落运动中所具有的能量;
D.没有新物质生成,属于物理变化。
5.(2022·大连模拟)海水综合利用符合可持续发展的原则,其联合工业体系(部分)如图所示,下列说法中错误的是( )
A.①中可采用蒸馏法或者电渗析法
B.②中可通过电解熔融态的氯化镁制金属镁单质
C.③中生成1mol Br2,共消耗标准状况下Cl2 22.4L
D.④的产品可生产盐酸、漂白液、漂白粉等
【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法,A不符合题意;
B.从海水中得到氯化镁后,镁为活泼金属,氯化镁是离子化合物,则可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁,B不符合题意;
C.③中将苦卤浓缩,再通入过量氯气进行氧化,静置溴沉在底部,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸汽和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸以达到富集溴的目的,然后再用氯气将氢溴酸氧化得到溴,整个过程中需要两次利用氯气氧化,所以每生成1mol Br2,理论上共消耗2mol Cl2,其标准状况下的体积为 =44.8L,C符合题意;
D.从海水中得到氯化钠后,电解饱和氯化钠溶液,得氢氧化钠和氢气和氯气,利用制得的氯气与氢气在工业上可以生产盐酸,氯气与氢氧化钠溶液可制备漂白液,氯气与石灰乳反应可制备漂白粉,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】海水淡化分离出蒸馏水,镁工业中加石灰乳沉淀镁离子,加盐酸转化为氯化镁,在HCl气流中蒸发得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁生成Mg,溴工业中先利用氯气置换出溴,用热空气吹出溴,利用二氧化硫与溴水反应,再通入氯气与HBr反应生成溴,达到富集溴的目的,制盐工业分离出NaCl,可电解饱和食盐水生成NaOH、氯气、氢气,为氯碱工业。
6.(2022·茂名模拟)I2的一种制备方法如图所示:
下列说法正确的是:( )
A.“富集”时发生的离子方程式为
B.转化反应为,说明的还原性大于
C.通入过量Cl2,氧化产物只有一种
D.制备的I2可直接用于加碘盐
【答案】A
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;卤化银;碘与人体健康;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.“富集”时AgNO3与碘离子发生反应生成AgI的黄色沉淀,离子方程式为:,A项符合题意;
B.转化反应为离子方程式为:,Fe化合价由0价升高到+2价,发生氧化反应,Fe为还原剂,根据氧化还原反应,还原剂大于还原产物可得,Fe的还原性大于,B项不符合题意;
C.经过转化后溶液中有和,还原性为>,通入过量Cl2后氧化产物有两种分别为I2和,C项不符合题意;
D.加碘食盐中碘以KIO3形式存在,I2不可直接用于加碘盐中,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.Ag+和I-不共存,生成沉淀
B.根据化合价升降判断氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物
C.2+Cl2 = 2+2 Cl-
D.加碘食盐中碘以KIO3(碘酸钾)形式存在
7.(2021·岳阳模拟)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.食品中的抗氧化剂对人体无害且均具有氧化性
B.从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.我国发射的“北斗组网卫星”所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;海水资源及其综合利用;高分子材料
【解析】【解答】A.食品中的抗氧化剂具有还原性,可防止食品被氧化,A项不符合题意;
B.从海水中提取蒸馏水和盐时,通过蒸馏、蒸发等物理变化就能实现,提取溴、碘、镁等物质时,必须通过化学反应才能实现,B项不符合题意;
C.光导纤维是二氧化硅,不是有机高分子材料,C项不符合题意;
D.“地沟油”禁止食用,但是其主要成分是油脂,在碱性溶液中发生水解反应,又称皂化反应,可用于制取肥皂,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.抗氧化剂应具有还原性;
B.过程中有新物质生成的为化学反应,没有新物质生成的为物理变化;
C.光导纤维主要成分二氧化硅,二氧化硅为无机物;
D.地沟油的主要成分为油脂,碱性溶液中水解生成肥皂。
8.(2021·黄浦模拟)关于海水提溴和海带提碘的说法错误的是( )
A.都经过浓缩、氧化、提取三个步骤
B.氧化步骤都可以通入氯气来实现
C.提取时利用了溴和碘的物理性质
D.实验室模拟时都用到了蒸发皿
【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.海水中溴离子、碘离子含量较低,应先浓缩,再用氧化剂将溴离子、碘离子氧化为溴、碘,最后再进行提取,故A不符合题意;
B.氯气具有氧化性,氧化溴离子生成单质溴,氧化碘离子生成碘单质,故B不符合题意;
C.分离溴单质利用溴的挥发性,通过萃取分液、蒸馏方法可以得到碘单质,利用了溴和碘的物理性质,故C不符合题意;
D.海带提碘的过程中,最终需要萃取分液、蒸馏方法得到碘单质,不需要蒸发皿,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】海水中溴离子含量较低,应先浓缩,再将溴离子转化为溴需要加入氧化剂,通常选择氯气,氧化溴离子得到单质溴:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,再利用溴的挥发性,鼓入热空气或热水蒸气将溴分离出来,二氧化硫与溴反应富集后再利用氯气将HBr氧化,分离溴单质利用溴的挥发性,提取碘是利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质,萃取分液、蒸馏方法得到,以此来解答。
9.(2021·宝山模拟)下列变化中,只涉及物理变化的是( )
A.盐酸除锈 B.石油分馏 C.海水提溴 D.煤干馏
【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;海水资源及其综合利用;石油的分馏产品和用途;煤的干馏和综合利用
【解析】【解答】A.盐酸除锈是盐酸溶解氧化铁,发生化学变化,故A不符合题意;
B.石油分馏是利用沸点差异采用蒸馏操作分离混合物,发生物理变化,故B符合题意;
C.海水提溴存在Br-氧化为Br2的过程,发生化学变化,故C不符合题意;
D.煤干馏是煤隔绝空气加强热,发生复杂的化学变化,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】化学变化是产生了新的物质,物理变化是并未产生新的物质,盐酸除铁锈、海水提溴、煤干馏过程产生了新物质,而石油分馏是利用了沸点的不同进行分离
10.(2021·南开模拟)“吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术,该技术主要流程如下:
下列有关说法错误的是( )
A.氧化1所用的氯气可通过电解饱和 溶液制得
B.吹出后剩余溶液中可能大量存在的离子有 、 、 、
C.吸收过程发生反应的离子方程式为
D.氧化2所得溶液可通过萃取分离出溴
【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.电解饱和氯化钠溶液可以生成氢氧化钠、氢气和氯气,则氧化1所用的氯气可通过电解饱和氯化钠溶液制得,故A不符合题意;
B.由分析可知,向海水中通入足量氯气,则吹出后剩余溶液中不可能存在溴离子,故B符合题意;
C.吸收过程发生的反应为溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为 ,故C不符合题意;
D.由分析可知,氧化2所得溶液可通过萃取、分液的方法分离出溴,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由题给流程可知,足量氯气与海水中的溴离子发生置换反应生成溴,用热空气将生成的溴吹出,用二氧化硫的水溶液吸收吹出的溴,溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,向硫酸和氢溴酸中通入氯气,氯气与溶液中氢溴酸发生置换反应生成溴,用合适的有机溶剂萃取溴水中的溴,分液得到溴的有机溶液,蒸馏有机溶液得到液溴。
11.(2021·揭阳模拟)海洋具有十分巨大的开发潜力。下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.海水晒盐的过程中只涉及化学变化
B.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
C.将 转变为 是海水提溴中关键的化学反应
D.从海水制得的氯化钠除食用外,还可用于氯碱工业以制备金属钠
【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水晒盐涉及蒸发、结晶等物理变化,故A不符合题意;
B.利用潮汐发电是将潮汐能转化为机械能,再将机械能转化成电能,故B不符合题意;
C.海水中提取溴单质,主要的反应是将海水中的溴离子通过氧化转变成溴单质,故C符合题意;
D.氯碱工业制取的产物是氢氧化钠、氢气和氯气,故D不符合题意;
故答案为:C;
【分析】A.海水晒盐的过程没有新物质产生
B.考查的是能量的转换
C.利用氧化还原反应得到溴单质
D.氯碱工业主要得到的是碱和制取盐酸的原料
12.(2020·北京模拟)海洋是一个资源宝库,海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。下面是海水利用的流程图:
下列有关说法错误的是( )
A.过程中制得NaHCO3是先往精盐溶液中通入CO2,再通入NH3
B.氯碱工业在阳极产生了使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
C.反应②加热MgCl2·6H2O应在HCl气流保护下制备无水MgCl2
D.反应⑤中,用Na2CO3水溶液吸收Br2后,用70—80%硫酸富集Br2
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A. 先通入氨气可增大二氧化碳的溶解度,则通入气体的顺序不合理,A符合题意;
B. 氯碱工业在阳极上氯离子放电生成氯气,使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝,B不符合题意;
C. 加热促进镁离子水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备,C不符合题意;
D. 用纯碱吸收溴,主要反应是3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑,生成的NaBr、NaBrO3与硫酸反应,得到Br2,达到富集目的,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】海水晒盐得到粗盐和母液,粗盐精制得到精盐,制成氯化钠饱和溶液,通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体,过滤得到碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠,电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,母液加入石灰乳沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后沉淀溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩析出氯化镁晶体,在氯化氢气流中失去结晶水得到固体氯化镁,溴化钠溶液中通入氯气氧化溴离子为溴单质,溴单质被碳酸钠溶液吸收,再加入硫酸得到溴单质,富集溴。
13.(2020·昌平模拟)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.通入氯气,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,溴易挥发,可用热空气吹出,因此吹出塔前,Br-被氧化为Br2,A不选;
B.在吸收塔中,Br2、SO2、H2O发生氧化还原反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,所以从吸收塔流出的溶液主要含有溶质HBr和H2SO4,B不选;
C.经过吸收塔后,可使溶液中的Br-远大于进入吸收塔之前的海水中Br-的浓度,溴元素得到富集,C不选;
D.在吹出塔中吹入水蒸气,可提高物质的能量,有助于溴挥发逸出,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使反应产生的溴单质变为蒸气,经冷凝、精馏得到产品,可见两次通入水蒸气都未参加反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】第一次从水蒸气是加热溴蒸汽,帮助溴蒸汽吹出来。第二次是作为溶剂,故两次都没有参加反应。
14.(2020·西安模拟)海洋是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去 Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质
B.工业生产中常选用石灰乳作为 Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤
C.第②步的反应是将 MgCl2 6H2O 晶体在空气中直接加热脱去结晶水得无水 MgCl2
D.第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用 SO2 作还原剂
【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用;粗盐提纯
【解析】【解答】A. ①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去Ca2+、Mg2+、SO42 等杂质,故A不符合题意;
B. 利用沉淀溶解平衡转化,工业生产中常选用石灰乳作为 Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤,故B不符合题意;
C. 镁离子要水解,因此第②步的反应是将 MgCl2 6H2O 晶体在HCl气流中加热脱去结晶水得无水 MgCl2,故C符合题意;
D. 第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂,SO2与Br2反应生成HBr和H2SO4,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】工业上沉淀镁离子只能用石灰乳,不能用氢氧化钠,要注意与实际应用相联系,工业要考虑成本问题。
15.(2020·浦东新模拟)海洋是资源的宝库,下列生产过程中不涉及氧化还原反应的是( )
A.海水晒盐 B.电解饱和食盐水
C.海带提碘 D.用氯气制漂粉精
【答案】A
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水晒盐属于物理变化,没有元素的化合价变化,不涉及氧化还原反应,故A选;
B.工业上用惰性电极电解饱和食盐水,2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑,Cl元素和H元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故B不选;
C.海带提碘是由KI变为I2,I元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C不选;
D.工业用氯气制漂粉精时,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,Cl元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故D不选;
故答案为:A。
【分析】(1)化学反应的本质是生成新物质;
(2)氧化还原反应属于化学变化,而“海水晒盐”的本质属于蒸发,并没有新物质的产生。
16.(2020·奉贤模拟)化学与生活密切相关,下列过程不属于化学反应的是( )
A B C D
酸性重铬酸钾用于检测酒精 铝粉与强碱溶液反应放热 植物油在空气中变质,产生“哈喇”味 海水经风吹日晒获得粗盐
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;铝的化学性质;乙醇的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.酸性重铬酸钾用于检测酒精,其原理是酸性重铬酸钾氧化酒精,自身被还原,是化学变化,A不符合题意;
B.铝粉与强碱反应是化学变化,B不符合题意;
C.植物油在空气中变质是植物油被空气氧化了,C不符合题意;
D.海水经风吹日晒获得粗盐是海水中的水挥发,溶质结晶,是物理变化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学反应的本质是产生新物质。
17.(2020·来宾模拟)化学与生活、生产密切相关。下列叙述错误的是( )
A.高纯硅可用于制作光导纤维
B.碳酸钠热溶液呈碱性,可用于除去餐具上的油污
C.利用太阳能蒸发海水的过程属于物理变化
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;含硅矿物及材料的应用;多糖的性质和用途;探究硅酸钠溶液的碱性、热稳定性
【解析】【解答】A.高纯硅用于制太阳能电池或芯片等,而光导纤维的材料是二氧化硅,故A符合题意;
B.利用碳酸钠热溶液水解呈碱性,可除餐具上的油污,故B不符合题意;
C.海水蒸发是物理变化,故C不符合题意;
D.淀粉和纤维素均为多糖,一定条件下,淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】光导纤维的主要成分为二氧化硅,而不是高纯度硅,据此分析即可得出答案。
18.(2020·肇庆模拟)海水是十分重要的自然资源.如图是海水资源利用的部分过程,下列有关说法不正确的是( )
A.第①步除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子加入试剂顺序为:NaOH 溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
B.第②步由MgCl2 6H2O在空气中受热分解来制取无水MgCl2
C.第③步可通入Cl2,第④⑤步的目的是富集溴元素
D.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离交换法
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;海水资源及其综合利用;化学实验操作的先后顺序
【解析】【解答】A.除去粗盐中含有的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入的药品顺序为:NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,NaOH与氯化钡可互换顺序,故A不符合题意;
B.MgCl2 6H2O在空气中加热时促进Mg2+水解,且水解产物HCl易挥发,最终只能得到氢氧化镁,继续高温加热还可能得到氧化镁,故B不符合题意;
C.第③步中溴元素被氧化,发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,第④步将溴离子氧化为溴单质,第⑤步中溴单质在碳酸钠溶液中发生歧化反应生成溴化钠和溴酸钠,第⑥步中溴化钠和溴酸钠经酸化转化为溴单质,过程中④⑤步目的是浓缩、富集溴单质,故C不符合题意;
D.蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来,得到纯净的水;通过离子交换树脂可以除去海水中的离子,从而达到淡化海水的目的;利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果,故不D符合题意;
故答案为B。
【分析】海水通过蒸发浓缩得到粗盐和母液,粗盐精制除去杂质得到精盐,电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,母液中含有镁离子和溴离子,加入石灰乳沉淀镁离子过滤得到氢氧化镁沉淀和滤液,氢氧化镁溶解后浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到无水氯化镁,滤液中加入氧化剂氯水氧化溴离子为溴单质,把溴吹出用碳酸钠溶液吸收后,加入酸重新生成溴单质,以此解答该题。
19.(2020·哈尔滨模拟)化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
B.热的纯碱溶液可用于洗涤煤油、柴油等矿物油污
C.N95口罩用0.3微米氯化钠颗粒进行测试,阻隔率达95%以上,戴N95口罩可有效阻隔PM2.5
D.乙醚、84消毒液、过氧乙酸、90%以上乙醇等这些消毒剂均能有效对抗新型冠状病毒
【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用;生活中的有机化合物;酯的性质
【解析】【解答】A.若要提取氯、溴、碘等单质,要将其从化合态转变为游离态,需要通过化学反应,但若提取食盐,则只需物理分离即可,故A不符合题意;
B.矿物油渍属于烃类化合物,碱性物质和烃类化合物不反应,所以不能用纯碱除去矿物油渍,故B不符合题意;
C.N95型口罩,“N”的意思是不适合油性的颗粒;“95”是指在NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)标准规定的检测条件下,0.3微米氯化钠颗粒过滤效率达到95%。PM2.5,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,因2.5微米大于0.3微米,戴N95口罩可有效阻隔PM2.5,故C符合题意;
D.医用消毒酒精中乙醇的体积分数是75%,不是90%以上,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.海水提取食盐,则只需蒸发即可,无化学反应
B。热的纯碱溶液可用于洗涤酯类的油污 ,不能洗涤烃类化合物
C.95”是指在0.3微米氯化钠颗粒过滤效率达到95%。PM2.5,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物
D.医用消毒酒精中乙醇的体积分数是75%
20.(2020·承德模拟)实验室模拟从海带提取碘单质的流程如下:
下列有关说法正确的是( )
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带
B.操作1为过滤,操作3为蒸馏 H2SO4(aq)
C.含I-的滤液中加入稀硫酸和 H2O2后,碘元素发生还原反应
D.含I-和IO3- 的混合溶液中加入稀硫酸发生反应的离子方程式为: 5I-+IO3- +6H+=3I2+3H2O
【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A、固体灼烧应在坩埚中进行,溶液在蒸发皿中加热,A不符合题意;
B.操作1和3均为固液分离操作,所以为过滤,B不符合题意;
C.I-被H2O2氧化为碘单质,发生氧化反应,C不符合题意;
D:I-和IO3-的混合溶液在酸性条件下发生自身的氧化还原反应: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、在坩埚中进行干海带的灼烧;
B.分离固体和液体用过滤;
C.2I-+H2O2+2H+= I2+2H2O;
D.混合溶液在酸性条件下发生自身的氧化还原反应。
21.(2019·合肥模拟)化工生产与人类进步紧密相联。下列有关说法错误的是( )
A.空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂
B.侯氏制碱法工艺流程中利用了物质溶解度的差异
C.合成氨采用高温、高压和催化剂主要是提高氢气平衡转化率
D.工业用乙烯直接氧化法制环氧乙烷体现绿色化学和原子经济
【答案】C
【知识点】化学平衡的调控;化学平衡移动原理;海水资源及其综合利用;绿色化学
【解析】【解答】A.空气吹出法中氯气置换出来的溴,Br2被水蒸气吹出与SO2反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,S的化合价从+4升高到+6,作还原剂,A项不符合题意;
B.在侯氏制碱法中,NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,利用的就是NaHCO3的溶解度比NaCl等物质的溶解度小,使之析出,B项不符合题意;
C.合成氨的反应为N2+3H2 2NH3,该反应是放热反应,采用高温并不利于反应正向移动,不能提高氢气平衡转化率,采用高温是为了提高化学反应速率,使用催化剂只能加快反应速率,不能提高氢气平衡转化率,C项符合题意;
D.乙烯与氧气反应生成环氧乙烷,2CH2=CH2+O2 2 ,原子利用率100% ,符合绿色化学和原子经济性,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】特别注意催化剂不能提高反应物的平衡转化率。
22.(2019·松江模拟)海水中含量最高的非金属元素是( )
A.O B.Cl C.Br D.I
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】海水中绝大部分为水,水中含有H和O两种元素,按含量,最高的是O,A项符合题意;
故答案为:A。
【分析】水中O的含量为8/9。
23.(2019·浦东模拟)海洋是资源的宝库,海水中含量最高的金属元素是( )
A.Na B.Ca C.Mg D.Cu
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】海水所含盐类中NaCl的含量最为丰富,故含量最多的金属元素应为Na。
故答案为:A。
【分析】富集海水中的物质氯化钠,钠和铝含量高。
24.(2018·新余模拟)化学与生产、生活密切相关。下列说法中错误的是( )
A.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石
B.将煤的液化、气化,能减少二氧化碳的排放
C.雾霾是一种分散系,N95活性炭口罩可用于防霾,其原理是吸附作用
D.晶体硅制得的光电池,能直接将光能转化为电能
【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用;质量守恒定律
【解析】【解答】A、海水提镁是用氢氧化钙沉淀镁离子,要用到石灰石来制取氢氧化钙,工业炼铁需要加入石灰石用来造渣,工业制玻璃是用石灰石、纯碱和二氧化硅为原料制取的,故A不符合题意。
B、从质量守恒的角度分析,反应前后C的质量不变,则使用煤的液化、气化技术,不能改变生成二氧化碳的量,故B符合题意。
C、活性炭具有吸附作用,可用于吸附雾霾,故C不符合题意。
D、晶体硅可导电,光电池可将光能转化为电能,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.根据海水提镁、炼铁、制造玻璃的原理分析;
B.根据反应质量守恒定律分析;
C.根据活性炭的性质作用分析;
D.根据晶体硅的性质解答。
二、非选择题
25.(2016·海南)[选修2--化学与技术]海水晒盐的卤水中还有氯化镁,以卤水为原料生产镁的一中工艺流程如图所示.
回答下列问题:
(1)脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的 (填离子符号),M的主要成分是 (填化学式).
(2)除溴塔中主要的离子方程式为 .
(3)沸腾炉①和②的主要作用是 .沸腾炉③通入热氯化氢的主要目的是 .
(4)电解槽中阴极的电极反应方程式为 .
(5)电解槽中阳极产物为 ,该产物可直接用于本工艺流程中的 .
【答案】(1)SO42﹣;BaSO4
(2)Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
(3)脱除氯化镁晶体中的部分水;防止氯化镁晶体进一步脱水过程中发生水解
(4)Mg2++2e﹣═Mg
(5)氯气;除溴塔(除溴工段)
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】卤水中含有Mg2+、Na+、Cl﹣、SO42﹣、Br﹣等离子,卤水中加入CaO在脱硫槽除去SO42﹣,生成CaSO4,经过滤机①得到X为CaSO4,经除溴塔,通入氯气,可除去Br﹣,生成Z为Br2,在搅拌槽中加入BaO,进一步除去SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,经蒸发器、造粒塔,得到氯化镁晶体,再经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,在电解槽中电解熔融的氯化镁,可得到镁锭。
(1)由以上分析可知脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的 SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,故答案为:SO42﹣;BaSO4;
(2)除溴塔中通入氯气,以除去Br﹣生成Br2,故答案为:Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2;
(3)经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,因氯化镁易水解生成氢氧化镁,则沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,故答案为:脱除氯化镁晶体中的部分水;防止氯化镁晶体进一步脱水过程中发生水解;
(4)电解氯化镁生成镁和氯气,阴极发生还原反应,电极方程式为Mg2++2e﹣═Mg,故答案为:Mg2++2e﹣═Mg;
(5)阳极生成氯气,可用于除溴塔,除去溴,故答案为:氯气;除溴塔(除溴工段).
【分析】卤水中含有Mg2+、Na+、Cl﹣、SO42﹣、Br﹣等离子,卤水中加入CaO在脱硫槽除去SO42﹣,生成CaSO4,经过滤机①得到X为CaSO4,经除溴塔,通入氯气,可除去Br﹣,生成Z为Br2,在搅拌槽中加入BaO,进一步除去SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,经蒸发器、造粒塔,得到氯化镁晶体,再经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,在电解槽中电解熔融的氯化镁,可得到镁锭,以此解答该题.本题考查物质的制备和分离,侧重于考查学生的分析、实验能力,题目难度中等,注意根据物质的性质认真分析流程图的反应过程,解答该题的关键是正确判断出各物质.
26.(2022·奉贤模拟)某班以小组为单位,利用海水进行粗盐提纯及资源利用的项目化学习。
(1)小组1:收集了500mL奉贤海湾的海水,在实验室中提取粗盐,并检验杂质离子。
该小组将100.00mL海水样品蒸发结晶,得到乳白色粗盐晶体m1g,若要检验该粗盐中是否含有硫酸根离子,方法是 。取一半该粗盐,若将SO转化成硫酸钡沉淀,如何判断SO已沉淀完全 ;洗涤干燥后,称量得到0.0233g沉淀,则该海水中SO的含量为 mol/L,若未洗涤,则测得结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2) 小组2:将小组1所得粗盐的一半进行精制,除去杂质离子Ca2+、Mg2+和SO,操作流程如下:
步骤⑤操作中用到的玻璃仪器有 ,实验过程中多次产生沉淀,共需要过滤 次。若m2=1.346g,据此能否计算该海水样品中的氯化钠的物质的量浓度?若能,请写出计算结果;若不能,请解释原因: 。
(3)小组3:利用小组2得到精盐的水溶液及铅笔、饮料瓶、电池等自制84消毒液。
请对比该小组设计的两种制备装置甲和乙,你认为哪种装置更好 ,请说明理由 。
【答案】(1)取样于试管中,先加盐酸无沉淀,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀则有SO;静置,向上层清液中继续滴加几滴氯化钡溶液,若无沉淀产生,则SO已沉淀完全;0.002;偏大
(2)漏斗、烧杯、玻璃棒;1;不能,因为精制过程中加入了氯离子和钠离子,NaCl的量比原来海水中多了
(3)甲;电解生成的氯气与NaOH反应更充分,制备次氯酸钠产率更高
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】(1)实验室检验硫酸根离子的方法是取少量溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀;判断已沉淀完全方法是静置,向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,不产生白色沉淀;将100.00mL海水取一半将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,0.0233g BaSO4的物质的量为,则该海水中的含量为,若未洗涤,沉淀表面吸附杂质,会使测得结果偏大,故答案为:取少量溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀;静置,向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,不产生白色沉淀;0.002;偏大;
(2)步骤⑤是过滤,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,实验过程中多次产生沉淀,共需要过滤1次。不能计算该海水样品中的氯化钠的物质的量浓度,因为除杂时既加氢氧化钠溶液,又加盐酸,两者会反应生成NaCl,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;1;不能,因为精制过程中加入了氯离子和钠离子,NaCl的量比原来海水中多了;
(3)甲装置更好,氯气在塑料瓶下端产生,氢氧化钠溶液在塑料瓶上端产生,两者可以充分反应生成84消毒液,故答案为:甲;电解生成的氯气与NaOH反应更充分,制备次氯酸钠产率更高。
【分析】(1)依据检验硫酸根离子的方法;通过现象判断;利用,分析计算;
(2)依据过滤操作过程确定仪器;考虑反应过程中引入被测物质;
(3)依据逆流操作,反应更充分。
27.(2022·徐汇模拟)卤族元素在自然界中主要以卤化物形式存在,完成下列填空:
(1)工业电解铝以铝土矿(Al2O3)为原料,冰晶石(Na3AlF4)为助熔剂。
①铝土矿中 的晶体类型 ;
②比较 的简单离子半径大小 ;
③ 最外层电子的电子云形状为 。
(2)从海水中获取的 主要用于氯碱工业,写出阳极的电极反应 。
(3)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出 ,并用纯碱吸收。纯碱吸收 的主要反应为: ,吸收 时,转移电子为 mol。
(4)工业生产纯碱的方法是:向饱和食盐水中通入 和 ,即有 晶体析出。结合速率与平衡理论解释 析出的原因 。
(5)向碘水溶液中通入过量的 ,发生反应: ,配平上述方程式 。
【答案】(1)离子晶体;F->Na+>Al3+;球形
(2)
(3)
(4) 结合成 晶体的速率大于 电离成 的速率,所以有 晶体析出
(5)
【知识点】工业制金属铝;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】(1)①电解熔融氧化铝冶炼金属铝,说明氧化铝在熔融状态下能导电, 的晶体类型离子晶体;
②电子层数相同,质子数越多半径越小, 的简单离子半径大小F->Na+>Al3+;
③ 最外层电子排布为3s1,电子云形状为球形。
(2)电解饱和 溶液,阳极氯离子失电子生成氯气,阳极的电极反应式为 ;
(3)纯碱吸收 的主要反应为: ,溴元素化合价由0降低为-1、溴元素化合价由0升高为+5,3molBr2反应转移5mol电子,则吸收 时,转移电子为 mol。
(4)向饱和食盐水中通入 和 , 和 反应生成碳酸氢铵, 结合成 的速率大于 电离成 的速率,所以有 晶体析出。
(5)向碘水溶液中通入过量的 ,氯元素化合价由0降低为-1、碘元素化合价由0升高为+5,根据得失电子守恒,发生反应的离子方程式为 。
【分析】
(1)①离子晶体在熔融状态下能导电;
②电子层数相同,原子序数越多半径越小;
③s电子云形状为球形。
(2)电解时阳极阴离子失电子发生氧化反应 ;
(3)依据反应过程当中元素化合价的变化进行计算。
(4)平衡建立过程当中速率的变化进行分析。
(5)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写 。
28.(2021·成都模拟)海水中化学资源的综合开发利用,已受到各国的高度重视。Br2和Mg等两种单质都可以从海水中提取,如图为提取它们的主要步骤:
请回答:
(1)Ⅰ.从海水中提取的溴占世界溴年产量的三分之一,主要方法就是上述流程中的空气吹出法。
吸收塔中反应的离子方程式是 ,工业生产1mol高浓度Br2,理论上需要Cl2的物质的量为 。
(2)10L海水经过提纯浓缩,向吸收塔吸收后的溶液中加入0.100mol/LAgNO3溶液8.0mL恰好完全反应,则海水中含溴的含量为 mg/L(不考虑提纯过程中溴的损失)。
(3)Ⅱ.镁及其合金是用途很广的金属材料,而目前世界上60%的镁就是从海水中按上述流程提取的。
上述流程中为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用 (写化学式)。
(4)步骤①包括 、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)通电时无水MgCl2在熔融状态下反应的化学方程式是 。
【答案】(1)SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO ;2mol
(2)6.4
(3)Ca(OH)2
(4)蒸发浓缩;冷却结晶
(5)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】Ⅰ.(1) 单质溴经过空气吹出法后被富集在吸收塔,通入的二氧化硫与单质溴反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为 SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO ,由①Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,②Br2+SO2+2H2O═4H++ SO +2 Br-,③Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,可知工业生产1mol Br2,需要2molCl2。
(2)由反应Ag++Cl-=AgCl↓,Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,可知n(Ag+)~n(Cl-)~n(Br-),由银元素的物质的量为0.1mol/L×8×10-3L=0.8×10-3mol,则溴元素的物质的量也为0.8×10-3mol,溴元素的质量为0.8×10-3mol×80g/mol=64×10-3g=64mg,则海水中含溴的含量为 =6.4mg/L;答案为6.4mg/L。
Ⅱ.(3)上述流程中为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,从经济理念出发,试剂①可以选用由海洋中的贝壳得到的固体Ca(OH)2使MgSO4完全转化为沉淀。
(4)步骤①要从氯化镁溶液得到含结晶水的氯化镁,就需要蒸发浓缩、冷却结晶,并通过过滤把固体从溶液中分离出来。
(5) 氯化镁电解为分解反应,产物为镁和氯气,所以电解方程式为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。
【分析】浓缩海水中主要含MgSO4、NaCl、NaBr,加入试剂氢氧化钙沉淀镁离子,过滤得到混合溶液中通入氯气,得到低浓度的溴单质,进入吸收塔用二氧化硫吸收得到HBr,再通入氯气得到高浓度的溴单质,氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶液溶解得到氯化镁溶液,加热、蒸发、冷却、结晶、过滤得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到镁和氯气。
29.(2021·南京模拟)碘是人体不可缺少的微量元素,也是制造各种无机及有机碘化物的重要原料。利用卤水(含有F)可提取碘。
(1)采用离子交换法从卤水中提取碘的工艺流程如下:
①“氧化1”中生成 ,其反应的离子方程式为 。
②“还原”中溶液里含有 , 检验 的实验操作是 。
③“吹碘”中通入热空气,利用了碘具有 的性质。
(2)某实验小组采用如图所示装置、40℃水浴加热制取碘。实验过程中需要控制Cl2用量,否则酸性条件下过量Cl2能将I2进一步氧化成 。请补充完整检验反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有 的实验方案:取适量三颈烧瓶中的溶液, 。
已知反应: +5I-+6H+=3I2+3H2O,实验中可选用的试剂:2mol·L-1硫酸、1 mol·L-1KI溶液、淀粉溶液、CCl4。
(3)为测定卤水样品中I的含量,进行下列实验:
①取2.500L卤水样品减压浓缩至20.00mL,加入过量的0.1500mol·L-1CuCl2溶液20.00mL。
②密封静置2h,生成白色沉淀(发生反应为2Cu2++4I-=I2+2CuI↓)。
③用电感耦合等离子体发射光谱仪测定反应后溶液中c(Cu2+)=0.0125 mol·L-1。
根据上述实验数据,计算卤水样品中I的含量(单位mg·L-1,溶液混合前后总体积变化不计,写出计算过程): 。
【答案】(1);取适量待测液于试管中,先加足量的稀盐酸,若无现象,再加少量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明存在 ;升华
(2)加一定量的CCl4充分振荡,静置分层后,取适量上层水溶液于试管中,加适量2mol·L-1硫酸酸化后,再加一定量1 mol·L-1KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液若溶液变蓝说明反应后溶液中含有 ,否则,则无
(3)
【知识点】海水资源及其综合利用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)卤水中的碘离子在硫酸酸性条件下,被氯气氧化成 ,用树脂交换吸附后,在用亚硫酸钠将 还原成碘离子,然后树脂在氯化钠和HCl通入后再次发生离子交换,将碘离子转移到水溶液中,溶液中碘离子被加入的氯酸钾氧化成碘单质,最后用热空气吹出,得到碘单质,据此分析解答。
①“氧化1”中生成 ,氯气被还原成氯离子,根据化合价升降总数相等配平反应,其反应的离子方程式为 ,故答案为: ;
②“还原”中溶液里含有 , 的检验方法是在待测液中先加足量的稀盐酸,排除碳酸根、银离子等的干扰后再加氯化钡,看是否有白色沉淀生成,故答案为:取适量待测液于试管中,先加足量的稀盐酸,若无现象,再加少量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明存在 ;
③“吹碘”中通入热空气,故答案为:升华;
(2)验证产物中有副产物碘酸根离子,应利用其氧化性,加还原剂将其还原成碘单质,再加淀粉检验碘单质,根据试剂可知可选的还原剂只有碘化钾,但碘化钾能被过量的氯气氧化,影响检验,因此在加碘化钾前先加四氯化碳除去过量的氯气和溶液中生成的碘单质后,取水层溶液加硫酸酸化,再加碘化钾发生反应,最后加淀粉检验生成的碘单质,故答案为:加一定量的CCl4充分振荡,静置分层后,取适量上层水溶液于试管中,加适量2mol·L-1硫酸酸化后,再加一定量1 mol·L-1KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液若溶液变蓝说明反应后溶液中含有 ,否则,则无;
(3)0.1500mol·L-1CuCl2溶液20.00mL,n(CuCl2)=0.1500mol·L-1×0.02L=0.003mol,反应后混合溶液体积为40mL,反应后溶液中c(Cu2+)=0.0125 mol·L-1,则剩余的n(CuCl2)余=0.0125 mol·L-1×0.04L=0.0005mol,则反应的n(CuCl2)反应=0.003mol-0.0005mol=0.0025mol,结合反应:2Cu2++4I-=I2+2CuI↓可知,反应的n(I-)=2n(CuCl2)反应=0.005mol,样品中I的含量= ,故答案为: ;
【分析】(1)①根据反应物和生成物利用氧化还原反应即可写出 ②利用硫酸钡是不溶于酸的沉淀判断 ③因碘沸点低,易升华成气体从溶液中逸出
(2)利用碘酸根离子的氧化性进行判断
(3)根据消耗铜离子的物质的量求出碘离子的物质的量即可
30.(2020·石景山模拟)海水是巨大的化学资源宝库,利用海水可以获取很多物质。海水中主要离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等。
利用1:淡水工业
(1)海水淡化的方法主要有 、电渗析法、离子交换法等。
(2)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。
①淡水在 室(填X、Y或Z)形成后流出。
②一般海水不直接通入到阴极室中,原因是 。
(3)离子交换法净化海水模拟过程如图所示,氢型阳离子交换原理可表示为:HR+Na+=NaR+H+,……。羟型阴离子交换树脂填充段存在的反应有 。
利用2:提溴工业
(4)用海水晒盐之后的盐卤可提取溴,提取流程如图:
①用热空气将溴赶出,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入W溶液得到Br2。推测W是 。
②蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是 。
③将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到38.4gBr2,若总提取率为60%,则原海水中溴的浓度是 mg/L。
【答案】(1)蒸馏法
(2)X、Z;海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜
(3)ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O
(4)硫酸;温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气;64
【知识点】海水资源及其综合利用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;电解池工作原理及应用;色谱法
【解析】【解答】(1)海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等;答案为:蒸馏法;(2)①在电解池中,溶液中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜移向阳、阴极,从而在X、Z室形成淡水而流出;答案为:X、Z;②海水中含Ca2+、Mg2+,在电解池的阴极中,阳离子放电后产生OH-,从而易形成沉淀附着在电极表面或堵塞离子交换膜。答案为:海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜;(3)分析氢型阳离子的交换原理可知,羟型阴离子发生的阴离子交换类似氢型阳离子的交换过程,根据图中海水净化模拟过程,其中涉及的反应方程式有:ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O;答案为:ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O;(4)分析溴的提取流程,Cl2将盐卤中的Br-氧化为Br2,再通热空气将Br2吹出塔,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入H2SO4酸化歧化溶液得到Br2。
①在歧化溶液中加入H2SO4溶液,使其生成Br2,故答案为:硫酸;
②温度在90℃左右进行蒸馏,是因为温度过高有更多的水蒸气蒸出,温度过低,不利于溴的蒸出,答案为:温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气;
③根据题意,设原海水中溴的浓度是x mg/L,则有 ,x=64,答案为:64。
【分析】解决这类问题可以分为三步:
第一步,分清隔膜类型,即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允许哪种离子通过隔膜;
第二步,写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向;
第三步,分析隔膜作用,在产品制备中,隔膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应,或避免产物因发生反应而造成危险。
31.(2020·南宁模拟)启普发生器是荷兰科学家设计的实验室气体发生装置,由图中漏斗1和容器2两部分构成;现借助启普发生器及相关装置模拟侯氏制碱法制备日用化学品——NH4Cl和Na2CO3。回答相关问题:
(NaHCO3的制备)
反应原理:NH3+NaCl+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
反应装置:
(1)启普发生器中发生的离子反应方程式为 ,如果上述装置中导管被堵塞,启普发生器中观察到的现象是 。
(2)仪器3中盛装的试剂是 ;已知常温,NaCl的溶解度为35.9g,仪器4中含氨的饱和食盐水的配制方法是将20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合振荡过滤,试推测过滤除去的物质为 。
(3)观察仪器4中CO2流速的方法是 ,仪器5中试剂的作用是 。
(4)反应结束后,对仪器4进行冷却并趁冷过滤其中的悬浊液,“趁冷”的目的是 。
(5)(Na2CO3的制备)
将(4)所得固体转移至蒸发皿中加热得到Na2CO3;请设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全 。
(6)(NH4Cl的制备)
向(4)所得母液中加入两种物质并降温,NH4Cl会逐步结晶析出,所加物质的名称是 ,过滤NH4Cl晶体后的滤液可以再次循环使用。
【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降
(2)饱和NaHCO3;NaCl
(3)观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢;吸收NH3
(4)减小NaHCO3溶解度以提高产率
(5)用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全
(6)氨气和氯化钠
【知识点】海水资源及其综合利用;铵盐;无机物的推断
【解析】【解答】(1)启普发生器中要产生CO2,通过碳酸钙和盐酸反应生成,则离子反应方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,如果上述装置中导管被堵塞,则启普发生器中气体压强增大,则漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降;(2)仪器3用于除去CO2气体中的HCl气体,则需用饱和NaHCO3;20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合配制溶液,已知NaCl的溶解度为35.9g,则假设20.0mL浓氨水近似20水,能溶解的氯化钠约7.2g,故混合液中未溶解的是NaCl,故过滤除去的物质为NaCl;(3)CO2从液体中逸出时会产生气泡,故观察仪器4中CO2流速的方法是观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢,仪器5位于整套装置的末尾,主要用于尾气处理,其中的硫酸会吸收NH3;(4)本实验目的是制备NaHCO3,它是可溶性固体,故减少NaHCO3在水中溶解的量能提高产量,因此“趁冷”过滤的目的是减小NaHCO3溶解度以提高产率;(5)碳酸氢钠固体分解时有水蒸气产生,故要设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全,可用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全;(6)过滤出碳酸氢钠所得母液中含Na+、HCO3-、Cl-和NH4+,假如想提取NH4Cl,则需增大Cl-和NH4+的浓度,故可通入NH3和加入NaCl,NH3·H2O和HCO3-反应,则Cl-和NH4+的浓度增大,经降温,会逐步结晶析出NH4Cl。
【分析】利用启普发生器制取CO2,制得的CO2中含有HCl等杂质,利用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,CO2再通入含氨的饱和食盐水中,氨气可能会逸出,利用稀硫酸吸收氨气。
1 / 1高考二轮复习知识点:海水资源及其综合利用
一、选择题
1.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是( )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
2.(2021·湖南)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融 制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水
3.(2021·浙江)下列说法错误的是( )
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
4.(2022·深圳模拟)广东省海洋资源丰富。下列有关说法正确的是
A.海底石油经裂化和裂解可得不饱和烃
B.海带等藻类植物中富含
C.潮汐能属于生物质资源
D.“海水晒盐”时主要发生化学变化
5.(2022·大连模拟)海水综合利用符合可持续发展的原则,其联合工业体系(部分)如图所示,下列说法中错误的是( )
A.①中可采用蒸馏法或者电渗析法
B.②中可通过电解熔融态的氯化镁制金属镁单质
C.③中生成1mol Br2,共消耗标准状况下Cl2 22.4L
D.④的产品可生产盐酸、漂白液、漂白粉等
6.(2022·茂名模拟)I2的一种制备方法如图所示:
下列说法正确的是:( )
A.“富集”时发生的离子方程式为
B.转化反应为,说明的还原性大于
C.通入过量Cl2,氧化产物只有一种
D.制备的I2可直接用于加碘盐
7.(2021·岳阳模拟)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.食品中的抗氧化剂对人体无害且均具有氧化性
B.从海水提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.我国发射的“北斗组网卫星”所使用的光导纤维是一种有机高分子材料
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
8.(2021·黄浦模拟)关于海水提溴和海带提碘的说法错误的是( )
A.都经过浓缩、氧化、提取三个步骤
B.氧化步骤都可以通入氯气来实现
C.提取时利用了溴和碘的物理性质
D.实验室模拟时都用到了蒸发皿
9.(2021·宝山模拟)下列变化中,只涉及物理变化的是( )
A.盐酸除锈 B.石油分馏 C.海水提溴 D.煤干馏
10.(2021·南开模拟)“吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术,该技术主要流程如下:
下列有关说法错误的是( )
A.氧化1所用的氯气可通过电解饱和 溶液制得
B.吹出后剩余溶液中可能大量存在的离子有 、 、 、
C.吸收过程发生反应的离子方程式为
D.氧化2所得溶液可通过萃取分离出溴
11.(2021·揭阳模拟)海洋具有十分巨大的开发潜力。下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.海水晒盐的过程中只涉及化学变化
B.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
C.将 转变为 是海水提溴中关键的化学反应
D.从海水制得的氯化钠除食用外,还可用于氯碱工业以制备金属钠
12.(2020·北京模拟)海洋是一个资源宝库,海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。下面是海水利用的流程图:
下列有关说法错误的是( )
A.过程中制得NaHCO3是先往精盐溶液中通入CO2,再通入NH3
B.氯碱工业在阳极产生了使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
C.反应②加热MgCl2·6H2O应在HCl气流保护下制备无水MgCl2
D.反应⑤中,用Na2CO3水溶液吸收Br2后,用70—80%硫酸富集Br2
13.(2020·昌平模拟)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
14.(2020·西安模拟)海洋是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去 Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质
B.工业生产中常选用石灰乳作为 Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤
C.第②步的反应是将 MgCl2 6H2O 晶体在空气中直接加热脱去结晶水得无水 MgCl2
D.第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用 SO2 作还原剂
15.(2020·浦东新模拟)海洋是资源的宝库,下列生产过程中不涉及氧化还原反应的是( )
A.海水晒盐 B.电解饱和食盐水
C.海带提碘 D.用氯气制漂粉精
16.(2020·奉贤模拟)化学与生活密切相关,下列过程不属于化学反应的是( )
A B C D
酸性重铬酸钾用于检测酒精 铝粉与强碱溶液反应放热 植物油在空气中变质,产生“哈喇”味 海水经风吹日晒获得粗盐
A.A B.B C.C D.D
17.(2020·来宾模拟)化学与生活、生产密切相关。下列叙述错误的是( )
A.高纯硅可用于制作光导纤维
B.碳酸钠热溶液呈碱性,可用于除去餐具上的油污
C.利用太阳能蒸发海水的过程属于物理变化
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
18.(2020·肇庆模拟)海水是十分重要的自然资源.如图是海水资源利用的部分过程,下列有关说法不正确的是( )
A.第①步除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子加入试剂顺序为:NaOH 溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
B.第②步由MgCl2 6H2O在空气中受热分解来制取无水MgCl2
C.第③步可通入Cl2,第④⑤步的目的是富集溴元素
D.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离交换法
19.(2020·哈尔滨模拟)化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
B.热的纯碱溶液可用于洗涤煤油、柴油等矿物油污
C.N95口罩用0.3微米氯化钠颗粒进行测试,阻隔率达95%以上,戴N95口罩可有效阻隔PM2.5
D.乙醚、84消毒液、过氧乙酸、90%以上乙醇等这些消毒剂均能有效对抗新型冠状病毒
20.(2020·承德模拟)实验室模拟从海带提取碘单质的流程如下:
下列有关说法正确的是( )
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带
B.操作1为过滤,操作3为蒸馏 H2SO4(aq)
C.含I-的滤液中加入稀硫酸和 H2O2后,碘元素发生还原反应
D.含I-和IO3- 的混合溶液中加入稀硫酸发生反应的离子方程式为: 5I-+IO3- +6H+=3I2+3H2O
21.(2019·合肥模拟)化工生产与人类进步紧密相联。下列有关说法错误的是( )
A.空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂
B.侯氏制碱法工艺流程中利用了物质溶解度的差异
C.合成氨采用高温、高压和催化剂主要是提高氢气平衡转化率
D.工业用乙烯直接氧化法制环氧乙烷体现绿色化学和原子经济
22.(2019·松江模拟)海水中含量最高的非金属元素是( )
A.O B.Cl C.Br D.I
23.(2019·浦东模拟)海洋是资源的宝库,海水中含量最高的金属元素是( )
A.Na B.Ca C.Mg D.Cu
24.(2018·新余模拟)化学与生产、生活密切相关。下列说法中错误的是( )
A.海水提镁、炼铁、制造玻璃等工业都用到石灰石
B.将煤的液化、气化,能减少二氧化碳的排放
C.雾霾是一种分散系,N95活性炭口罩可用于防霾,其原理是吸附作用
D.晶体硅制得的光电池,能直接将光能转化为电能
二、非选择题
25.(2016·海南)[选修2--化学与技术]海水晒盐的卤水中还有氯化镁,以卤水为原料生产镁的一中工艺流程如图所示.
回答下列问题:
(1)脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的 (填离子符号),M的主要成分是 (填化学式).
(2)除溴塔中主要的离子方程式为 .
(3)沸腾炉①和②的主要作用是 .沸腾炉③通入热氯化氢的主要目的是 .
(4)电解槽中阴极的电极反应方程式为 .
(5)电解槽中阳极产物为 ,该产物可直接用于本工艺流程中的 .
26.(2022·奉贤模拟)某班以小组为单位,利用海水进行粗盐提纯及资源利用的项目化学习。
(1)小组1:收集了500mL奉贤海湾的海水,在实验室中提取粗盐,并检验杂质离子。
该小组将100.00mL海水样品蒸发结晶,得到乳白色粗盐晶体m1g,若要检验该粗盐中是否含有硫酸根离子,方法是 。取一半该粗盐,若将SO转化成硫酸钡沉淀,如何判断SO已沉淀完全 ;洗涤干燥后,称量得到0.0233g沉淀,则该海水中SO的含量为 mol/L,若未洗涤,则测得结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2) 小组2:将小组1所得粗盐的一半进行精制,除去杂质离子Ca2+、Mg2+和SO,操作流程如下:
步骤⑤操作中用到的玻璃仪器有 ,实验过程中多次产生沉淀,共需要过滤 次。若m2=1.346g,据此能否计算该海水样品中的氯化钠的物质的量浓度?若能,请写出计算结果;若不能,请解释原因: 。
(3)小组3:利用小组2得到精盐的水溶液及铅笔、饮料瓶、电池等自制84消毒液。
请对比该小组设计的两种制备装置甲和乙,你认为哪种装置更好 ,请说明理由 。
27.(2022·徐汇模拟)卤族元素在自然界中主要以卤化物形式存在,完成下列填空:
(1)工业电解铝以铝土矿(Al2O3)为原料,冰晶石(Na3AlF4)为助熔剂。
①铝土矿中 的晶体类型 ;
②比较 的简单离子半径大小 ;
③ 最外层电子的电子云形状为 。
(2)从海水中获取的 主要用于氯碱工业,写出阳极的电极反应 。
(3)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出 ,并用纯碱吸收。纯碱吸收 的主要反应为: ,吸收 时,转移电子为 mol。
(4)工业生产纯碱的方法是:向饱和食盐水中通入 和 ,即有 晶体析出。结合速率与平衡理论解释 析出的原因 。
(5)向碘水溶液中通入过量的 ,发生反应: ,配平上述方程式 。
28.(2021·成都模拟)海水中化学资源的综合开发利用,已受到各国的高度重视。Br2和Mg等两种单质都可以从海水中提取,如图为提取它们的主要步骤:
请回答:
(1)Ⅰ.从海水中提取的溴占世界溴年产量的三分之一,主要方法就是上述流程中的空气吹出法。
吸收塔中反应的离子方程式是 ,工业生产1mol高浓度Br2,理论上需要Cl2的物质的量为 。
(2)10L海水经过提纯浓缩,向吸收塔吸收后的溶液中加入0.100mol/LAgNO3溶液8.0mL恰好完全反应,则海水中含溴的含量为 mg/L(不考虑提纯过程中溴的损失)。
(3)Ⅱ.镁及其合金是用途很广的金属材料,而目前世界上60%的镁就是从海水中按上述流程提取的。
上述流程中为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用 (写化学式)。
(4)步骤①包括 、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)通电时无水MgCl2在熔融状态下反应的化学方程式是 。
29.(2021·南京模拟)碘是人体不可缺少的微量元素,也是制造各种无机及有机碘化物的重要原料。利用卤水(含有F)可提取碘。
(1)采用离子交换法从卤水中提取碘的工艺流程如下:
①“氧化1”中生成 ,其反应的离子方程式为 。
②“还原”中溶液里含有 , 检验 的实验操作是 。
③“吹碘”中通入热空气,利用了碘具有 的性质。
(2)某实验小组采用如图所示装置、40℃水浴加热制取碘。实验过程中需要控制Cl2用量,否则酸性条件下过量Cl2能将I2进一步氧化成 。请补充完整检验反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有 的实验方案:取适量三颈烧瓶中的溶液, 。
已知反应: +5I-+6H+=3I2+3H2O,实验中可选用的试剂:2mol·L-1硫酸、1 mol·L-1KI溶液、淀粉溶液、CCl4。
(3)为测定卤水样品中I的含量,进行下列实验:
①取2.500L卤水样品减压浓缩至20.00mL,加入过量的0.1500mol·L-1CuCl2溶液20.00mL。
②密封静置2h,生成白色沉淀(发生反应为2Cu2++4I-=I2+2CuI↓)。
③用电感耦合等离子体发射光谱仪测定反应后溶液中c(Cu2+)=0.0125 mol·L-1。
根据上述实验数据,计算卤水样品中I的含量(单位mg·L-1,溶液混合前后总体积变化不计,写出计算过程): 。
30.(2020·石景山模拟)海水是巨大的化学资源宝库,利用海水可以获取很多物质。海水中主要离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等。
利用1:淡水工业
(1)海水淡化的方法主要有 、电渗析法、离子交换法等。
(2)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。
①淡水在 室(填X、Y或Z)形成后流出。
②一般海水不直接通入到阴极室中,原因是 。
(3)离子交换法净化海水模拟过程如图所示,氢型阳离子交换原理可表示为:HR+Na+=NaR+H+,……。羟型阴离子交换树脂填充段存在的反应有 。
利用2:提溴工业
(4)用海水晒盐之后的盐卤可提取溴,提取流程如图:
①用热空气将溴赶出,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入W溶液得到Br2。推测W是 。
②蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是 。
③将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到38.4gBr2,若总提取率为60%,则原海水中溴的浓度是 mg/L。
31.(2020·南宁模拟)启普发生器是荷兰科学家设计的实验室气体发生装置,由图中漏斗1和容器2两部分构成;现借助启普发生器及相关装置模拟侯氏制碱法制备日用化学品——NH4Cl和Na2CO3。回答相关问题:
(NaHCO3的制备)
反应原理:NH3+NaCl+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
反应装置:
(1)启普发生器中发生的离子反应方程式为 ,如果上述装置中导管被堵塞,启普发生器中观察到的现象是 。
(2)仪器3中盛装的试剂是 ;已知常温,NaCl的溶解度为35.9g,仪器4中含氨的饱和食盐水的配制方法是将20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合振荡过滤,试推测过滤除去的物质为 。
(3)观察仪器4中CO2流速的方法是 ,仪器5中试剂的作用是 。
(4)反应结束后,对仪器4进行冷却并趁冷过滤其中的悬浊液,“趁冷”的目的是 。
(5)(Na2CO3的制备)
将(4)所得固体转移至蒸发皿中加热得到Na2CO3;请设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全 。
(6)(NH4Cl的制备)
向(4)所得母液中加入两种物质并降温,NH4Cl会逐步结晶析出,所加物质的名称是 ,过滤NH4Cl晶体后的滤液可以再次循环使用。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
2.【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A不符合题意;
B.Mg是较活泼金属,氧化镁的熔点过高,需要消耗能量过多,工业上常用电解熔融 制备金属镁,B不符合题意;
C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,其中生成物为MgCl2和CO,反应方程式为 ,C不符合题意;
D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,氯化镁会发生水解产生氢氧化镁和氯化氢,而氯化氢易挥发,因此最终的产物为氢氧化镁不是氯化镁,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.海水中有镁离子将镁离子变为沉淀需要加入碱性物质,氧化钙易制取,且与水反应得到氢氧化钙可以沉降镁离子
B.工业上对于比较活泼的金属一般选择的是电解熔融的离子化合物进行制取,而镁是离子化合物,且熔点不是很高符合电解制取氯化镁的要求
C.根据反应物和产物以及质量守恒即可判断产物,据此写出方程式
D.氯化镁溶液得到氯化镁固体,需要在蒸发时不断的通入氯化氢气体,抑制镁离子的水解
3.【答案】D
【知识点】工业制取硝酸;海水资源及其综合利用;玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红色的玻璃,三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃,A说法不符合题意;
B.溴虽然被称为“海洋元素”,但是其在海水中的浓度太小,直接以海水为原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食盐后的母液属于浓缩的海水,其中溴化物的浓度较高,因此,通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴,B说法不符合题意;
C.某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此,其可用于生物炼铜,C说法不符合题意;
D.工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,D说法符合题意。
故答案为:D。
【分析】工业上制取硝酸用的是氨气催化氧化最终得到一氧化氮继续氧化变为二氧化氮与水反应变为硝酸,一氧化氮继续被氧化继续发生反应最终得到硝酸。工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化器)、热交换器和吸收塔。
4.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;海带成分中碘的检验
【解析】【解答】A.石油经裂化和裂解可以得到不饱和烃,故A符合题意;
B.海带、紫菜等海藻类植物中含有丰富的碘元素,不是碘单质,故B不符合题意;
C.潮汐能是指海水周期性涨落运动中所具有的能量,其水位差表现为势能,其潮流的速度表现为动能,不属于生物质资源,故C不符合题意;
D.海水晒盐是通过阳光和风力使水分蒸发,属于混合物的分离,没有新物质生成,属于物理变化,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.烷烃裂化和裂解可以得到烷烃和烯烃;
B.植物中含有丰富的碘元素,不是碘单质;
C.潮汐能是指海水周期性涨落运动中所具有的能量;
D.没有新物质生成,属于物理变化。
5.【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法,A不符合题意;
B.从海水中得到氯化镁后,镁为活泼金属,氯化镁是离子化合物,则可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁,B不符合题意;
C.③中将苦卤浓缩,再通入过量氯气进行氧化,静置溴沉在底部,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸汽和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸以达到富集溴的目的,然后再用氯气将氢溴酸氧化得到溴,整个过程中需要两次利用氯气氧化,所以每生成1mol Br2,理论上共消耗2mol Cl2,其标准状况下的体积为 =44.8L,C符合题意;
D.从海水中得到氯化钠后,电解饱和氯化钠溶液,得氢氧化钠和氢气和氯气,利用制得的氯气与氢气在工业上可以生产盐酸,氯气与氢氧化钠溶液可制备漂白液,氯气与石灰乳反应可制备漂白粉,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】海水淡化分离出蒸馏水,镁工业中加石灰乳沉淀镁离子,加盐酸转化为氯化镁,在HCl气流中蒸发得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁生成Mg,溴工业中先利用氯气置换出溴,用热空气吹出溴,利用二氧化硫与溴水反应,再通入氯气与HBr反应生成溴,达到富集溴的目的,制盐工业分离出NaCl,可电解饱和食盐水生成NaOH、氯气、氢气,为氯碱工业。
6.【答案】A
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;卤化银;碘与人体健康;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.“富集”时AgNO3与碘离子发生反应生成AgI的黄色沉淀,离子方程式为:,A项符合题意;
B.转化反应为离子方程式为:,Fe化合价由0价升高到+2价,发生氧化反应,Fe为还原剂,根据氧化还原反应,还原剂大于还原产物可得,Fe的还原性大于,B项不符合题意;
C.经过转化后溶液中有和,还原性为>,通入过量Cl2后氧化产物有两种分别为I2和,C项不符合题意;
D.加碘食盐中碘以KIO3形式存在,I2不可直接用于加碘盐中,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.Ag+和I-不共存,生成沉淀
B.根据化合价升降判断氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物
C.2+Cl2 = 2+2 Cl-
D.加碘食盐中碘以KIO3(碘酸钾)形式存在
7.【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;海水资源及其综合利用;高分子材料
【解析】【解答】A.食品中的抗氧化剂具有还原性,可防止食品被氧化,A项不符合题意;
B.从海水中提取蒸馏水和盐时,通过蒸馏、蒸发等物理变化就能实现,提取溴、碘、镁等物质时,必须通过化学反应才能实现,B项不符合题意;
C.光导纤维是二氧化硅,不是有机高分子材料,C项不符合题意;
D.“地沟油”禁止食用,但是其主要成分是油脂,在碱性溶液中发生水解反应,又称皂化反应,可用于制取肥皂,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.抗氧化剂应具有还原性;
B.过程中有新物质生成的为化学反应,没有新物质生成的为物理变化;
C.光导纤维主要成分二氧化硅,二氧化硅为无机物;
D.地沟油的主要成分为油脂,碱性溶液中水解生成肥皂。
8.【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.海水中溴离子、碘离子含量较低,应先浓缩,再用氧化剂将溴离子、碘离子氧化为溴、碘,最后再进行提取,故A不符合题意;
B.氯气具有氧化性,氧化溴离子生成单质溴,氧化碘离子生成碘单质,故B不符合题意;
C.分离溴单质利用溴的挥发性,通过萃取分液、蒸馏方法可以得到碘单质,利用了溴和碘的物理性质,故C不符合题意;
D.海带提碘的过程中,最终需要萃取分液、蒸馏方法得到碘单质,不需要蒸发皿,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】海水中溴离子含量较低,应先浓缩,再将溴离子转化为溴需要加入氧化剂,通常选择氯气,氧化溴离子得到单质溴:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,再利用溴的挥发性,鼓入热空气或热水蒸气将溴分离出来,二氧化硫与溴反应富集后再利用氯气将HBr氧化,分离溴单质利用溴的挥发性,提取碘是利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质,萃取分液、蒸馏方法得到,以此来解答。
9.【答案】B
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;海水资源及其综合利用;石油的分馏产品和用途;煤的干馏和综合利用
【解析】【解答】A.盐酸除锈是盐酸溶解氧化铁,发生化学变化,故A不符合题意;
B.石油分馏是利用沸点差异采用蒸馏操作分离混合物,发生物理变化,故B符合题意;
C.海水提溴存在Br-氧化为Br2的过程,发生化学变化,故C不符合题意;
D.煤干馏是煤隔绝空气加强热,发生复杂的化学变化,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】化学变化是产生了新的物质,物理变化是并未产生新的物质,盐酸除铁锈、海水提溴、煤干馏过程产生了新物质,而石油分馏是利用了沸点的不同进行分离
10.【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.电解饱和氯化钠溶液可以生成氢氧化钠、氢气和氯气,则氧化1所用的氯气可通过电解饱和氯化钠溶液制得,故A不符合题意;
B.由分析可知,向海水中通入足量氯气,则吹出后剩余溶液中不可能存在溴离子,故B符合题意;
C.吸收过程发生的反应为溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为 ,故C不符合题意;
D.由分析可知,氧化2所得溶液可通过萃取、分液的方法分离出溴,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】由题给流程可知,足量氯气与海水中的溴离子发生置换反应生成溴,用热空气将生成的溴吹出,用二氧化硫的水溶液吸收吹出的溴,溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,向硫酸和氢溴酸中通入氯气,氯气与溶液中氢溴酸发生置换反应生成溴,用合适的有机溶剂萃取溴水中的溴,分液得到溴的有机溶液,蒸馏有机溶液得到液溴。
11.【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水晒盐涉及蒸发、结晶等物理变化,故A不符合题意;
B.利用潮汐发电是将潮汐能转化为机械能,再将机械能转化成电能,故B不符合题意;
C.海水中提取溴单质,主要的反应是将海水中的溴离子通过氧化转变成溴单质,故C符合题意;
D.氯碱工业制取的产物是氢氧化钠、氢气和氯气,故D不符合题意;
故答案为:C;
【分析】A.海水晒盐的过程没有新物质产生
B.考查的是能量的转换
C.利用氧化还原反应得到溴单质
D.氯碱工业主要得到的是碱和制取盐酸的原料
12.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A. 先通入氨气可增大二氧化碳的溶解度,则通入气体的顺序不合理,A符合题意;
B. 氯碱工业在阳极上氯离子放电生成氯气,使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝,B不符合题意;
C. 加热促进镁离子水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备,C不符合题意;
D. 用纯碱吸收溴,主要反应是3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑,生成的NaBr、NaBrO3与硫酸反应,得到Br2,达到富集目的,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】海水晒盐得到粗盐和母液,粗盐精制得到精盐,制成氯化钠饱和溶液,通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体,过滤得到碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠,电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,母液加入石灰乳沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后沉淀溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩析出氯化镁晶体,在氯化氢气流中失去结晶水得到固体氯化镁,溴化钠溶液中通入氯气氧化溴离子为溴单质,溴单质被碳酸钠溶液吸收,再加入硫酸得到溴单质,富集溴。
13.【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.通入氯气,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,溴易挥发,可用热空气吹出,因此吹出塔前,Br-被氧化为Br2,A不选;
B.在吸收塔中,Br2、SO2、H2O发生氧化还原反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,所以从吸收塔流出的溶液主要含有溶质HBr和H2SO4,B不选;
C.经过吸收塔后,可使溶液中的Br-远大于进入吸收塔之前的海水中Br-的浓度,溴元素得到富集,C不选;
D.在吹出塔中吹入水蒸气,可提高物质的能量,有助于溴挥发逸出,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使反应产生的溴单质变为蒸气,经冷凝、精馏得到产品,可见两次通入水蒸气都未参加反应,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】第一次从水蒸气是加热溴蒸汽,帮助溴蒸汽吹出来。第二次是作为溶剂,故两次都没有参加反应。
14.【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用;粗盐提纯
【解析】【解答】A. ①粗盐制精盐除采用过滤泥沙外,还必须除去Ca2+、Mg2+、SO42 等杂质,故A不符合题意;
B. 利用沉淀溶解平衡转化,工业生产中常选用石灰乳作为 Mg2+的沉淀剂,并对沉淀进行洗涤,故B不符合题意;
C. 镁离子要水解,因此第②步的反应是将 MgCl2 6H2O 晶体在HCl气流中加热脱去结晶水得无水 MgCl2,故C符合题意;
D. 第③步到第⑤步空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂,SO2与Br2反应生成HBr和H2SO4,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】工业上沉淀镁离子只能用石灰乳,不能用氢氧化钠,要注意与实际应用相联系,工业要考虑成本问题。
15.【答案】A
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A.海水晒盐属于物理变化,没有元素的化合价变化,不涉及氧化还原反应,故A选;
B.工业上用惰性电极电解饱和食盐水,2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑,Cl元素和H元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故B不选;
C.海带提碘是由KI变为I2,I元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C不选;
D.工业用氯气制漂粉精时,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,Cl元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故D不选;
故答案为:A。
【分析】(1)化学反应的本质是生成新物质;
(2)氧化还原反应属于化学变化,而“海水晒盐”的本质属于蒸发,并没有新物质的产生。
16.【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;铝的化学性质;乙醇的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.酸性重铬酸钾用于检测酒精,其原理是酸性重铬酸钾氧化酒精,自身被还原,是化学变化,A不符合题意;
B.铝粉与强碱反应是化学变化,B不符合题意;
C.植物油在空气中变质是植物油被空气氧化了,C不符合题意;
D.海水经风吹日晒获得粗盐是海水中的水挥发,溶质结晶,是物理变化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】化学反应的本质是产生新物质。
17.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;含硅矿物及材料的应用;多糖的性质和用途;探究硅酸钠溶液的碱性、热稳定性
【解析】【解答】A.高纯硅用于制太阳能电池或芯片等,而光导纤维的材料是二氧化硅,故A符合题意;
B.利用碳酸钠热溶液水解呈碱性,可除餐具上的油污,故B不符合题意;
C.海水蒸发是物理变化,故C不符合题意;
D.淀粉和纤维素均为多糖,一定条件下,淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】光导纤维的主要成分为二氧化硅,而不是高纯度硅,据此分析即可得出答案。
18.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;海水资源及其综合利用;化学实验操作的先后顺序
【解析】【解答】A.除去粗盐中含有的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入的药品顺序为:NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,NaOH与氯化钡可互换顺序,故A不符合题意;
B.MgCl2 6H2O在空气中加热时促进Mg2+水解,且水解产物HCl易挥发,最终只能得到氢氧化镁,继续高温加热还可能得到氧化镁,故B不符合题意;
C.第③步中溴元素被氧化,发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,第④步将溴离子氧化为溴单质,第⑤步中溴单质在碳酸钠溶液中发生歧化反应生成溴化钠和溴酸钠,第⑥步中溴化钠和溴酸钠经酸化转化为溴单质,过程中④⑤步目的是浓缩、富集溴单质,故C不符合题意;
D.蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来,得到纯净的水;通过离子交换树脂可以除去海水中的离子,从而达到淡化海水的目的;利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果,故不D符合题意;
故答案为B。
【分析】海水通过蒸发浓缩得到粗盐和母液,粗盐精制除去杂质得到精盐,电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,母液中含有镁离子和溴离子,加入石灰乳沉淀镁离子过滤得到氢氧化镁沉淀和滤液,氢氧化镁溶解后浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到无水氯化镁,滤液中加入氧化剂氯水氧化溴离子为溴单质,把溴吹出用碳酸钠溶液吸收后,加入酸重新生成溴单质,以此解答该题。
19.【答案】C
【知识点】海水资源及其综合利用;生活中的有机化合物;酯的性质
【解析】【解答】A.若要提取氯、溴、碘等单质,要将其从化合态转变为游离态,需要通过化学反应,但若提取食盐,则只需物理分离即可,故A不符合题意;
B.矿物油渍属于烃类化合物,碱性物质和烃类化合物不反应,所以不能用纯碱除去矿物油渍,故B不符合题意;
C.N95型口罩,“N”的意思是不适合油性的颗粒;“95”是指在NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)标准规定的检测条件下,0.3微米氯化钠颗粒过滤效率达到95%。PM2.5,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,因2.5微米大于0.3微米,戴N95口罩可有效阻隔PM2.5,故C符合题意;
D.医用消毒酒精中乙醇的体积分数是75%,不是90%以上,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.海水提取食盐,则只需蒸发即可,无化学反应
B。热的纯碱溶液可用于洗涤酯类的油污 ,不能洗涤烃类化合物
C.95”是指在0.3微米氯化钠颗粒过滤效率达到95%。PM2.5,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物
D.医用消毒酒精中乙醇的体积分数是75%
20.【答案】D
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】A、固体灼烧应在坩埚中进行,溶液在蒸发皿中加热,A不符合题意;
B.操作1和3均为固液分离操作,所以为过滤,B不符合题意;
C.I-被H2O2氧化为碘单质,发生氧化反应,C不符合题意;
D:I-和IO3-的混合溶液在酸性条件下发生自身的氧化还原反应: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、在坩埚中进行干海带的灼烧;
B.分离固体和液体用过滤;
C.2I-+H2O2+2H+= I2+2H2O;
D.混合溶液在酸性条件下发生自身的氧化还原反应。
21.【答案】C
【知识点】化学平衡的调控;化学平衡移动原理;海水资源及其综合利用;绿色化学
【解析】【解答】A.空气吹出法中氯气置换出来的溴,Br2被水蒸气吹出与SO2反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,S的化合价从+4升高到+6,作还原剂,A项不符合题意;
B.在侯氏制碱法中,NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,利用的就是NaHCO3的溶解度比NaCl等物质的溶解度小,使之析出,B项不符合题意;
C.合成氨的反应为N2+3H2 2NH3,该反应是放热反应,采用高温并不利于反应正向移动,不能提高氢气平衡转化率,采用高温是为了提高化学反应速率,使用催化剂只能加快反应速率,不能提高氢气平衡转化率,C项符合题意;
D.乙烯与氧气反应生成环氧乙烷,2CH2=CH2+O2 2 ,原子利用率100% ,符合绿色化学和原子经济性,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】特别注意催化剂不能提高反应物的平衡转化率。
22.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】海水中绝大部分为水,水中含有H和O两种元素,按含量,最高的是O,A项符合题意;
故答案为:A。
【分析】水中O的含量为8/9。
23.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】海水所含盐类中NaCl的含量最为丰富,故含量最多的金属元素应为Na。
故答案为:A。
【分析】富集海水中的物质氯化钠,钠和铝含量高。
24.【答案】B
【知识点】海水资源及其综合利用;质量守恒定律
【解析】【解答】A、海水提镁是用氢氧化钙沉淀镁离子,要用到石灰石来制取氢氧化钙,工业炼铁需要加入石灰石用来造渣,工业制玻璃是用石灰石、纯碱和二氧化硅为原料制取的,故A不符合题意。
B、从质量守恒的角度分析,反应前后C的质量不变,则使用煤的液化、气化技术,不能改变生成二氧化碳的量,故B符合题意。
C、活性炭具有吸附作用,可用于吸附雾霾,故C不符合题意。
D、晶体硅可导电,光电池可将光能转化为电能,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.根据海水提镁、炼铁、制造玻璃的原理分析;
B.根据反应质量守恒定律分析;
C.根据活性炭的性质作用分析;
D.根据晶体硅的性质解答。
25.【答案】(1)SO42﹣;BaSO4
(2)Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
(3)脱除氯化镁晶体中的部分水;防止氯化镁晶体进一步脱水过程中发生水解
(4)Mg2++2e﹣═Mg
(5)氯气;除溴塔(除溴工段)
【知识点】海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】卤水中含有Mg2+、Na+、Cl﹣、SO42﹣、Br﹣等离子,卤水中加入CaO在脱硫槽除去SO42﹣,生成CaSO4,经过滤机①得到X为CaSO4,经除溴塔,通入氯气,可除去Br﹣,生成Z为Br2,在搅拌槽中加入BaO,进一步除去SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,经蒸发器、造粒塔,得到氯化镁晶体,再经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,在电解槽中电解熔融的氯化镁,可得到镁锭。
(1)由以上分析可知脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的 SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,故答案为:SO42﹣;BaSO4;
(2)除溴塔中通入氯气,以除去Br﹣生成Br2,故答案为:Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2;
(3)经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,因氯化镁易水解生成氢氧化镁,则沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,故答案为:脱除氯化镁晶体中的部分水;防止氯化镁晶体进一步脱水过程中发生水解;
(4)电解氯化镁生成镁和氯气,阴极发生还原反应,电极方程式为Mg2++2e﹣═Mg,故答案为:Mg2++2e﹣═Mg;
(5)阳极生成氯气,可用于除溴塔,除去溴,故答案为:氯气;除溴塔(除溴工段).
【分析】卤水中含有Mg2+、Na+、Cl﹣、SO42﹣、Br﹣等离子,卤水中加入CaO在脱硫槽除去SO42﹣,生成CaSO4,经过滤机①得到X为CaSO4,经除溴塔,通入氯气,可除去Br﹣,生成Z为Br2,在搅拌槽中加入BaO,进一步除去SO42﹣,M的主要成分是BaSO4,经蒸发器、造粒塔,得到氯化镁晶体,再经沸腾炉①和②脱除氯化镁晶体中的部分水,沸腾炉③通入热的HCl气体,可防止发生水解,在电解槽中电解熔融的氯化镁,可得到镁锭,以此解答该题.本题考查物质的制备和分离,侧重于考查学生的分析、实验能力,题目难度中等,注意根据物质的性质认真分析流程图的反应过程,解答该题的关键是正确判断出各物质.
26.【答案】(1)取样于试管中,先加盐酸无沉淀,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀则有SO;静置,向上层清液中继续滴加几滴氯化钡溶液,若无沉淀产生,则SO已沉淀完全;0.002;偏大
(2)漏斗、烧杯、玻璃棒;1;不能,因为精制过程中加入了氯离子和钠离子,NaCl的量比原来海水中多了
(3)甲;电解生成的氯气与NaOH反应更充分,制备次氯酸钠产率更高
【知识点】海水资源及其综合利用
【解析】【解答】(1)实验室检验硫酸根离子的方法是取少量溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀;判断已沉淀完全方法是静置,向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,不产生白色沉淀;将100.00mL海水取一半将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,0.0233g BaSO4的物质的量为,则该海水中的含量为,若未洗涤,沉淀表面吸附杂质,会使测得结果偏大,故答案为:取少量溶液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀;静置,向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,不产生白色沉淀;0.002;偏大;
(2)步骤⑤是过滤,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,实验过程中多次产生沉淀,共需要过滤1次。不能计算该海水样品中的氯化钠的物质的量浓度,因为除杂时既加氢氧化钠溶液,又加盐酸,两者会反应生成NaCl,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;1;不能,因为精制过程中加入了氯离子和钠离子,NaCl的量比原来海水中多了;
(3)甲装置更好,氯气在塑料瓶下端产生,氢氧化钠溶液在塑料瓶上端产生,两者可以充分反应生成84消毒液,故答案为:甲;电解生成的氯气与NaOH反应更充分,制备次氯酸钠产率更高。
【分析】(1)依据检验硫酸根离子的方法;通过现象判断;利用,分析计算;
(2)依据过滤操作过程确定仪器;考虑反应过程中引入被测物质;
(3)依据逆流操作,反应更充分。
27.【答案】(1)离子晶体;F->Na+>Al3+;球形
(2)
(3)
(4) 结合成 晶体的速率大于 电离成 的速率,所以有 晶体析出
(5)
【知识点】工业制金属铝;海水资源及其综合利用
【解析】【解答】(1)①电解熔融氧化铝冶炼金属铝,说明氧化铝在熔融状态下能导电, 的晶体类型离子晶体;
②电子层数相同,质子数越多半径越小, 的简单离子半径大小F->Na+>Al3+;
③ 最外层电子排布为3s1,电子云形状为球形。
(2)电解饱和 溶液,阳极氯离子失电子生成氯气,阳极的电极反应式为 ;
(3)纯碱吸收 的主要反应为: ,溴元素化合价由0降低为-1、溴元素化合价由0升高为+5,3molBr2反应转移5mol电子,则吸收 时,转移电子为 mol。
(4)向饱和食盐水中通入 和 , 和 反应生成碳酸氢铵, 结合成 的速率大于 电离成 的速率,所以有 晶体析出。
(5)向碘水溶液中通入过量的 ,氯元素化合价由0降低为-1、碘元素化合价由0升高为+5,根据得失电子守恒,发生反应的离子方程式为 。
【分析】
(1)①离子晶体在熔融状态下能导电;
②电子层数相同,原子序数越多半径越小;
③s电子云形状为球形。
(2)电解时阳极阴离子失电子发生氧化反应 ;
(3)依据反应过程当中元素化合价的变化进行计算。
(4)平衡建立过程当中速率的变化进行分析。
(5)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写 。
28.【答案】(1)SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO ;2mol
(2)6.4
(3)Ca(OH)2
(4)蒸发浓缩;冷却结晶
(5)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
【知识点】氧化还原反应;海水资源及其综合利用;物质的分离与提纯;探究物质的组成或测量物质的含量;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】Ⅰ.(1) 单质溴经过空气吹出法后被富集在吸收塔,通入的二氧化硫与单质溴反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为 SO2+2H2O+Br2=4H++2Br-+SO ,由①Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,②Br2+SO2+2H2O═4H++ SO +2 Br-,③Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,可知工业生产1mol Br2,需要2molCl2。
(2)由反应Ag++Cl-=AgCl↓,Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2,可知n(Ag+)~n(Cl-)~n(Br-),由银元素的物质的量为0.1mol/L×8×10-3L=0.8×10-3mol,则溴元素的物质的量也为0.8×10-3mol,溴元素的质量为0.8×10-3mol×80g/mol=64×10-3g=64mg,则海水中含溴的含量为 =6.4mg/L;答案为6.4mg/L。
Ⅱ.(3)上述流程中为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,从经济理念出发,试剂①可以选用由海洋中的贝壳得到的固体Ca(OH)2使MgSO4完全转化为沉淀。
(4)步骤①要从氯化镁溶液得到含结晶水的氯化镁,就需要蒸发浓缩、冷却结晶,并通过过滤把固体从溶液中分离出来。
(5) 氯化镁电解为分解反应,产物为镁和氯气,所以电解方程式为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。
【分析】浓缩海水中主要含MgSO4、NaCl、NaBr,加入试剂氢氧化钙沉淀镁离子,过滤得到混合溶液中通入氯气,得到低浓度的溴单质,进入吸收塔用二氧化硫吸收得到HBr,再通入氯气得到高浓度的溴单质,氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶液溶解得到氯化镁溶液,加热、蒸发、冷却、结晶、过滤得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到镁和氯气。
29.【答案】(1);取适量待测液于试管中,先加足量的稀盐酸,若无现象,再加少量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明存在 ;升华
(2)加一定量的CCl4充分振荡,静置分层后,取适量上层水溶液于试管中,加适量2mol·L-1硫酸酸化后,再加一定量1 mol·L-1KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液若溶液变蓝说明反应后溶液中含有 ,否则,则无
(3)
【知识点】海水资源及其综合利用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)卤水中的碘离子在硫酸酸性条件下,被氯气氧化成 ,用树脂交换吸附后,在用亚硫酸钠将 还原成碘离子,然后树脂在氯化钠和HCl通入后再次发生离子交换,将碘离子转移到水溶液中,溶液中碘离子被加入的氯酸钾氧化成碘单质,最后用热空气吹出,得到碘单质,据此分析解答。
①“氧化1”中生成 ,氯气被还原成氯离子,根据化合价升降总数相等配平反应,其反应的离子方程式为 ,故答案为: ;
②“还原”中溶液里含有 , 的检验方法是在待测液中先加足量的稀盐酸,排除碳酸根、银离子等的干扰后再加氯化钡,看是否有白色沉淀生成,故答案为:取适量待测液于试管中,先加足量的稀盐酸,若无现象,再加少量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明存在 ;
③“吹碘”中通入热空气,故答案为:升华;
(2)验证产物中有副产物碘酸根离子,应利用其氧化性,加还原剂将其还原成碘单质,再加淀粉检验碘单质,根据试剂可知可选的还原剂只有碘化钾,但碘化钾能被过量的氯气氧化,影响检验,因此在加碘化钾前先加四氯化碳除去过量的氯气和溶液中生成的碘单质后,取水层溶液加硫酸酸化,再加碘化钾发生反应,最后加淀粉检验生成的碘单质,故答案为:加一定量的CCl4充分振荡,静置分层后,取适量上层水溶液于试管中,加适量2mol·L-1硫酸酸化后,再加一定量1 mol·L-1KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液若溶液变蓝说明反应后溶液中含有 ,否则,则无;
(3)0.1500mol·L-1CuCl2溶液20.00mL,n(CuCl2)=0.1500mol·L-1×0.02L=0.003mol,反应后混合溶液体积为40mL,反应后溶液中c(Cu2+)=0.0125 mol·L-1,则剩余的n(CuCl2)余=0.0125 mol·L-1×0.04L=0.0005mol,则反应的n(CuCl2)反应=0.003mol-0.0005mol=0.0025mol,结合反应:2Cu2++4I-=I2+2CuI↓可知,反应的n(I-)=2n(CuCl2)反应=0.005mol,样品中I的含量= ,故答案为: ;
【分析】(1)①根据反应物和生成物利用氧化还原反应即可写出 ②利用硫酸钡是不溶于酸的沉淀判断 ③因碘沸点低,易升华成气体从溶液中逸出
(2)利用碘酸根离子的氧化性进行判断
(3)根据消耗铜离子的物质的量求出碘离子的物质的量即可
30.【答案】(1)蒸馏法
(2)X、Z;海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜
(3)ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O
(4)硫酸;温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气;64
【知识点】海水资源及其综合利用;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;电解池工作原理及应用;色谱法
【解析】【解答】(1)海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等;答案为:蒸馏法;(2)①在电解池中,溶液中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜移向阳、阴极,从而在X、Z室形成淡水而流出;答案为:X、Z;②海水中含Ca2+、Mg2+,在电解池的阴极中,阳离子放电后产生OH-,从而易形成沉淀附着在电极表面或堵塞离子交换膜。答案为:海水中含有较多的Mg2+、Ca2+等阳离子,阴极电解产生OH-,容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞阳离子交换膜;(3)分析氢型阳离子的交换原理可知,羟型阴离子发生的阴离子交换类似氢型阳离子的交换过程,根据图中海水净化模拟过程,其中涉及的反应方程式有:ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O;答案为:ROH+Cl =RCl+OH ;2ROH+SO42 =R2SO4+2OH ;H++OH =H2O;(4)分析溴的提取流程,Cl2将盐卤中的Br-氧化为Br2,再通热空气将Br2吹出塔,在吸收塔先用浓Na2CO3溶液吸收Br2,Br2歧化为Br-和BrO3-,再加入H2SO4酸化歧化溶液得到Br2。
①在歧化溶液中加入H2SO4溶液,使其生成Br2,故答案为:硫酸;
②温度在90℃左右进行蒸馏,是因为温度过高有更多的水蒸气蒸出,温度过低,不利于溴的蒸出,答案为:温度过低不利于溴的蒸出,温度过高会蒸出较多水蒸气;
③根据题意,设原海水中溴的浓度是x mg/L,则有 ,x=64,答案为:64。
【分析】解决这类问题可以分为三步:
第一步,分清隔膜类型,即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允许哪种离子通过隔膜;
第二步,写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方向;
第三步,分析隔膜作用,在产品制备中,隔膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应,或避免产物因发生反应而造成危险。
31.【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降
(2)饱和NaHCO3;NaCl
(3)观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢;吸收NH3
(4)减小NaHCO3溶解度以提高产率
(5)用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全
(6)氨气和氯化钠
【知识点】海水资源及其综合利用;铵盐;无机物的推断
【解析】【解答】(1)启普发生器中要产生CO2,通过碳酸钙和盐酸反应生成,则离子反应方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,如果上述装置中导管被堵塞,则启普发生器中气体压强增大,则漏斗l中酸液面升高,容器2中酸液而下降;(2)仪器3用于除去CO2气体中的HCl气体,则需用饱和NaHCO3;20.0mL浓氨水与8.0gNaCl混合配制溶液,已知NaCl的溶解度为35.9g,则假设20.0mL浓氨水近似20水,能溶解的氯化钠约7.2g,故混合液中未溶解的是NaCl,故过滤除去的物质为NaCl;(3)CO2从液体中逸出时会产生气泡,故观察仪器4中CO2流速的方法是观察仪器4中导管口逸出气泡的快慢,仪器5位于整套装置的末尾,主要用于尾气处理,其中的硫酸会吸收NH3;(4)本实验目的是制备NaHCO3,它是可溶性固体,故减少NaHCO3在水中溶解的量能提高产量,因此“趁冷”过滤的目的是减小NaHCO3溶解度以提高产率;(5)碳酸氢钠固体分解时有水蒸气产生,故要设计简单实验证明NaHCO3固体已分解完全,可用一干冷玻璃片靠近蒸发皿上方,如果玻璃片上没有水珠则NaHCO3分解完全;(6)过滤出碳酸氢钠所得母液中含Na+、HCO3-、Cl-和NH4+,假如想提取NH4Cl,则需增大Cl-和NH4+的浓度,故可通入NH3和加入NaCl,NH3·H2O和HCO3-反应,则Cl-和NH4+的浓度增大,经降温,会逐步结晶析出NH4Cl。
【分析】利用启普发生器制取CO2,制得的CO2中含有HCl等杂质,利用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,CO2再通入含氨的饱和食盐水中,氨气可能会逸出,利用稀硫酸吸收氨气。
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