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3.3 海洋化学资源的综合应用 同步练习 2023-2024学年高一上学期化学苏教版(2019)必修第一册
一、单选题
1.碘元素在下列物质中以单质存在的是( )
A.碘酒 B.海带 C.含碘食盐 D.人工降雨剂
2.漂白粉在空气中容易失效的原因是( )
A.次氯酸钙不稳定,易分解
B.氯化钙易潮解
C.次氯酸钙易与盐酸反应
D.次氯酸钙易和空气中的水及二氧化碳反应
3.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.可用乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化的原理来检验酒驾
B.可用淀粉检验某食盐中是否含有碘
C.可用K2FeO4对自来水进行消毒与净化
D.可用氯气与石灰乳反应的原理制备漂白粉
4.地震、洪水等自然灾害过后,地下水等饮用水都会受到一定程度的污染,为了保证人们身心健康,下列物质不能用于水源消毒的是( )
A.氯气 B.漂白粉 C.烧碱 D.次氯酸钠
5.人体中缺乏某种微量元素时,会引起甲状腺肿大,该元素是( )
A.碘 B.铁 C.铜 D.硒
6.为除去粗盐水中含有的杂质SO、Ca2+和Mg2+,得到精制食盐水,某同学设计了如下实验流程,以下说法正确的是( )
A.沉淀A是BaSO4
B.溶液A中微粒主要有:Cl-、Ba2+、OH-、Na+、Ca2+
C.试剂1既可以是Na2CO3也可以是Na2SO4
D.加入试剂2的目的是除去OH-、CO、 SO
7.空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法,流程如下:
下列说法错误的是( )
A.步骤①③中通Cl2的作用相同
B.获得工业Br2的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
C.步骤②③的目的是富集溴元素
D.过程②中SO2作还原剂
8.以下说法正确的是( )
A.海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约
B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法
C.海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本比较低,可用于工业生产
D.污水中的重金属离子无法除去,对自然界的危害是永久的,因此要关闭重金属工业
9.下列与含氯化合物有关的说法正确的是( )
A.HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质
B.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体
C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂
D.氯化铵、漂白粉都属于强电解质
10.某同学在家自制“84消毒液”,他根据84消毒液标签上的配方,用NaClO固体配制480mL质量分数为25%的、密度为1.19g/cm3的NaClO消毒液.下列说法正确的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗净后需晾干才能使用
B.需称取NaClO固体144g
C.所配得NaClO消毒液久置后会失效
D.8 4消毒液的消毒原理是利用了NaClO的强碱性
11.海带产量高、价格低,常用作提取碘单质的原料。实验室从海带中提取碘的部分流程如图所示,下列实验装置或操作能达到实验目的的是
下列说法正确的是( )
A.完成步骤①需要装置III B.完成步骤③需要装置I
C.完成步骤⑤需要装置II D.完成步骤②和④需要装置IV
12.海藻中含有丰富的碘元素.如图是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分.下列判断正确的是( )
A.步骤④的操作是过滤
B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全
C.步骤①、③的操作分别是过滤、萃取
D.步骤③中加入的有机溶剂乙醇
13.在学习了氯及其化合物的知识后,某同学绘制了如图所示的价一类二维图,已知:e、f的阳离子均为。下列叙述错误的是( )
A.f为漂白液的有效成分
B.b与NaOH溶液反应时,b既作氧化剂又作还原剂
C.加热条件下,含有146ga的浓溶液与足量的二氧化锰充分反应可以制取71gb
D.用洁净的铂丝分别蘸取d的钠盐与e的溶液灼烧,火焰的颜色相同
14.过滤后的食盐水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②加入稍过量的NaOH溶液;③加入稍过量的BaCl2溶液;④滴入稀盐酸至无气泡产生;⑤过滤。正确的操作顺序是( )
A.②③①④⑤ B.①②③⑤④ C.③②①⑤④ D.③②①④
15.粗盐中除了含有泥沙之外还含有Ca2+、Mg2+、 等杂质,粗盐获得精盐一般步骤如下:
粗盐 滤液 精盐
下列说法正确的是( )
A.加入的试剂①、②分别是Na2CO3、BaCl2
B.加入试剂的顺序可以是NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl
C.为检验精盐的溶液中是否含有 ,可向少量的精盐溶液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液
D.可以在第二次过滤前加入适量的盐酸,用以除去杂质离子
16.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
二、综合题
17.海水是个巨大的化学资源宝库。根据下图海水综合利用的工艺流程图,完成下列问题:
(1)步骤(i)中,为除去粗盐中的和,沉淀上述离子时选用的沉淀剂依次为溶液、 (填化学式)溶液、 (填化学式)溶液,经过滤、加足量盐酸,蒸发后获得精盐。操作过程中判断是否沉淀完全的方法是 。
(2)步骤(ⅱ)中分离与母液的操作名称是 ,工业上通常采用向母液中加入 的方法来获得。
(3)写出步骤(ⅲ)主要反应的离子方程式 ;步骤(ⅳ)鼓入热空气可将溴单质分离出来,是利用溴单质的 性。
18.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为 .
(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达 ,有关反应的离子方程式为 ;
(3)从理论上考虑,下列物质也能吸收Br2的是____________.
A.H2O B.Na2CO3 C.Na2SO3 D.FeCl3
(4)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料, 的沸点为 ,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。步骤Ⅲ的操作中对盛有工业溴的蒸馏烧瓶采取的加热方式是 ,溴蒸汽冷凝后得到液溴和溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离,所用的分离仪器名称是 .
19.山西运城实施“盐湖‘全科’修复,生态蝶变‘提速’”工程,“五步制盐”古老工艺将传承再现。模拟“五步制盐法”制备粗盐(主要成分,还含有以及泥沙等杂质),并进一步在实验室中制备精盐的流程如下。
(1)加入过量溶液时发生反应的离子方程式为 。
(2)试剂A是 ,加入它的目的是 。
(3)操作X的名称是 ,这一操作类似于“五步制盐法”中的 。
(4)加入适量稀盐酸的目的是 。
(5)操作Y中所用的陶瓷仪器是 。
20.海洋是一个丰富的资宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用.
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为t,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩.所建盐田分为贮水池、蒸发池和 池.
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用: (写一点即可).
(2)电渗析法是近年发展起的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列.请回答下面的问题:
①海水不能直接通入到阴极室中,理由是 .
②A口排出的是 (填“淡水”或“浓水”)
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl﹣、Br﹣等离子)可提取溴,其生产流程如下
①若吸收塔中的溶液含BrO3﹣,则吸收塔中反应的离子方程式为:
②通过①氯化已获得含Br2的溶液.为何还需经过吹出、吸收、酸化重新获得含Br2的溶液? .
③向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 .
21.海水中含有丰富的Na+、Mg2+、Cl﹣、Br﹣等化学资源.将海水淡化与浓缩海水结合是综合利用海水资源的途径之一.以浓缩海水为原料,通过一系列工艺流程可以提取Mg、Br2等产品.
(1)如图是采用膜分离技术的海水淡化示意图.淡化膜可以让水分子通过,而海水中其他分子和离子均不能通过.加压后,左侧淡水中增加的是 (填字母).
a.溶质质量 b.溶剂质量 c.溶质的质量分数
(2)从海水中提取镁的主要步骤如下:
①操作a的名称是 .
②写出B冶炼金属镁的化学方程式 .
(3)空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法,其中一种工艺是以预先经过酸化的浓缩海水为原料,通过以下步骤提取溴:
步骤一:用氯气置换溴离子使之成为单质溴;
步骤二:通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸;
步骤三:用氯气将氢溴酸氧化得到产品溴.
①步骤一和步骤二的目的是 .
②步骤二中发生反应的化学方程式为 .
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A. 单质碘溶解在酒精中得到碘酒,以单质存在,A选;
B. 海带中碘以化合物的形式存在,B不选;
C. 含碘食盐中碘以碘酸钾的形式存在,C不选;
D. 人工降雨剂中碘以碘化银的形式存在,D不选;
故答案为:A。
【分析】人工降雨除了用干冰(固体二氧化碳)以外,还可以用碘化银。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.次氯酸钙稳定,不易分解,故A不选;
B.CaCl2易潮解与漂白粉在空气中容易失效无关,故B不选;
C.空气中不含盐酸,不会与盐酸反应,故C不选;
D.次氯酸钙易和空气中的水及二氧化碳反应生成HClO,HClO光照分解,从而变质,故D选;
故答案为:D。
【分析】漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,HClO的酸性比碳酸弱,Ca(ClO)2易与空气中的CO2和H2O反应生成次氯酸,次氯酸不稳定,易分解。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.酸性重铬酸钾溶液被乙醇还原为Cr3+,两者颜色不相同,因此可用乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化的原理来检验酒驾,故A不符合题意;
B.单质碘与淀粉变蓝,食盐中加碘是加碘酸钾,因此不能用淀粉检验某食盐中是否含有碘,故B符合题意;
C.K2FeO4具有强氧化性,其还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水中杂质,因此可用K2FeO4对自来水进行消毒与净化,故C不符合题意;
D.可用氯气与石灰乳反应的原理制备漂白粉,不能用石灰水,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.乙醇具有还原性,酸性重铬酸钾具有强氧化性;
B.单质碘遇淀粉变蓝;
C.K2FeO4具有强氧化性,还原产物铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性;
D.向石灰乳中通入氯气可制得漂白粉。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.氯气与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故A不选;
B.漂白粉在水中能生成HClO,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故B不选;
C.烧碱能使蛋白质发生变性,但是烧碱有强碱性,消毒后的水不能饮用,不能用烧碱进行水源消毒,故C选;
D.次氯酸钠在水中能生成HClO,可以用于饮用水的消毒、杀菌,而且对水质影响很小,故D不选;
故答案为:C。
【分析】氯气溶于水可以生成次氯酸,具有强氧化性,漂白粉、次氯酸钠溶于水都可以形成次氯酸。
5.【答案】A
【解析】【解答】解:A.碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大,故A正确;
B.铁是合成血红蛋白的主要元素,缺铁会患贫血,故B错误;
C.铜存在含蛋白的酶,与甲状腺肿大无关,故C错误;
D.硒通过蛋白质特别是与酶蛋白结合发挥抗氧化作用,与甲状腺肿大无关,故D错误;
故选:A.
【分析】碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大,根据微量元素.生理功能和缺乏症进行分析判断.
6.【答案】B
【解析】【解答】A.根据分析可知沉淀A为BaSO4、Mg(OH)2,A不符合题意;
B.为了保证除去SO和Mg2+,所用Ba(OH)2溶液应过量,Ca2+还未除去,所以溶液A中的微粒主要有:Cl-、Ba2+、OH-、Na+、Ca2+,B符合题意;
C.若使用Na2SO4会重新引入杂质SO,后续还要再一次将其除去,C不符合题意;
D.根据分析可知,试剂2为稀盐酸,主要是除去OH-、CO,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】粗盐水中含有 SO、Ca2+和Mg2+, 加入氢氧化钡溶液生成沉淀A为氢氧化镁、硫酸钡,除去Mg2+、 SO,溶液A加入碳酸钠除钡离子和钙离子,沉淀B为碳酸钙、碳酸钡;溶液B中有过量的碳酸钠和氢氧化钠,加入试剂2为盐酸,除氢氧根离子和碳酸根离子,通过蒸发得到精盐。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.步骤①③中的作用都是将氧化为,A不符合题意;
B.向含的溶液通入将氧化为溴后经过蒸馏分离得到工业溴,B符合题意;
C.步骤②是将溶解并转化为溴离子,步骤③又将溴离子转化为,但溴水的浓度由小变大,所以两步操作的目的是富集溴元素,C不符合题意;
D.过程②和水溶液发生氧化还原反应生成和,化学方程式为,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】步骤①为氯气将溴离子氧化为单质溴,步骤②利用溴极易挥发,利用热空气将单质溴吹出,再被二氧化硫吸收,步骤③目的为利用氯气将溴化氢氧化得到单质溴,步骤②③目的是进行富集。
8.【答案】B
【解析】【解答】解:A、地球上的水量虽大,可供我们人类直接利用的水并不多.但是淡水资源非常紧张,海洋中的水,由于成分复杂,含盐量高,无法直接使用.人类面临的有限的淡水资源日益减少,我国至少有一半以上的省份处于严重缺水状态,我国是世界上13个严重缺水的国家之一,不能随意使用水资源、浪费水,故A错误;
B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,故B正确;
C.蒸馏时需要大量的热量,成本较高,经济效益差,故C错误;
D.重金属离子形成的硫化物溶解度小,难溶于水,所以污水中的重金属离子污染环境,可以利用试剂沉淀方法除去,如加入FeS、Na2S、(NH4)2S等可以沉淀重金属离子生成沉淀过滤除去,不需闭重金属工业,故D错误;
故选B.
【分析】A、地球上水的总量大约有1.4x109km3.但这些水中有97.5%是海水,与我们平常生活关系最为密切的淡水只有3.5x107km’,占总水量的2.5%;
B.海水淡化水,应将水与盐分离,目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法、电渗析或离子交换法等等,其中最常用的是蒸馏法,目前多采用多级闪急蒸馏法,电渗析或离子交换法等;
C.蒸馏时需要大量的热量;
D.利用沉淀反应除去污水中的重金属离子,减少重金属污染,利于保护环境;
9.【答案】B
【解析】【解答】A. HClO是弱酸,但NaClO完全电离,属于强电解质,A不符合题意;
B. 向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,继续加热煮沸即可制得Fe(OH)3胶体,B符合题意;
C. 六水合氯化钙不能再吸水,不能用作食品干燥剂,C不符合题意;
D. 氯化铵属于强电解质,漂白粉是混合物,不是电解质,也不是非电解质,D不符合题意,
答案选B。
【分析】A、NaClO在水中能完全电离,属于强电解质;
B、根据加热,升高温度促进Fe3+水解,Fe(OH)3胶体胶体的制备方法解答;
C、六水合氯化钙,带结晶水,不在具有吸水性;
D、氯化铵是强电解质,漂白粉属于混合物,不是强电解质,根据电解质概念解答;
10.【答案】C
【解析】【解答】解:A.容量瓶用蒸馏水洗净后可直接使用,不需要晾干,故A错误;
B.配制480mL溶液应用500mL容量瓶,故所需NaClO的质量为0.5L× mol/L×74.5g/mol=150g,故B错误;
C.NaClO消毒液久置后生成HClO,HClO光照分解,则久置后会失效,故C正确;
D.84消毒液的消毒原理是利用了NaClO可转化为HClO,HClO有强氧化性,故D错误;
故选C.
【分析】A.容量瓶中有少量水对实验无影响,因定容还需要加水;
B.结合m=cVM计算;
C.NaClO消毒液久置后生成HClO,HClO光照分解;
D.8 4消毒液的消毒原理与强氧化性有关.
11.【答案】D
【解析】【解答】A.步骤①灼烧海带需要用坩埚,不需要蒸发皿,故A不符合题意;
B.步骤③为分离海带灰悬浊液得到含碘离子的水溶液,操作为过滤,需要装置Ⅱ,故B不符合题意;
C.步骤⑤是萃取分液,不是过滤,需要装置Ⅰ,故C不符合题意;
D.完成步骤②浸泡海带灰,④是酸性条件下H2O2氧化碘离子,则都需要装置Ⅳ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】①灼烧一般用的是坩埚,②浸泡一般是在烧杯中进行,③是过滤一般需要用到过滤装置,④反应一般是在烧杯中进行,⑤萃取一般用分液漏斗
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A、碘易溶于有机溶剂,所以不能过滤,应该用蒸馏的方法提取碘,步骤④的操作是蒸馏,故A错误;
B、淀粉遇到I2会变蓝色,遇碘离子不变色,因此不能用淀粉检验碘离子,故B错误;
C、分离固体和液体用过滤,从水溶液中提取碘一般用萃取的方法,步骤①、③的操作分别是过滤、萃取,故C正确;
D、萃取剂不能和溶质反应,且萃取剂和原溶剂不能互溶,由于酒精能与水互溶,故不能做萃取剂,CCl4不溶于水能分层,碘单质在有机溶剂中溶解度大,故四氯化碳可作萃取剂,故D错误;
故选C.
【分析】海藻灰悬浊液通过过滤把不溶性物质过滤除去,滤液中含可溶性碘离子,通入氯气把碘离子氧化成单质碘,碘易溶于有机溶剂,通过萃取得到碘的有机溶剂溶液,分液得到碘的有机溶液,再蒸馏把碘和有机溶剂分开.
A、碘易溶于有机溶剂,应该用蒸馏的方法提取碘;
B、淀粉能检验碘单质不能检验碘离子;
C、分离固体和液体用过滤,利用溶解性的差异来分析;
D、根据萃取原理来选择有机试剂.
13.【答案】C
【解析】【解答】A.漂白液的有效成分是次氯酸钠,故A不符合题意;
B.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,只有氯元素化合价变化,所以Cl2与NaOH溶液反应时,Cl2既作氧化剂又作还原剂,故B不符合题意;
C.浓盐酸与二氧化锰反应,随着反应的进行,浓盐酸的浓度会变小,加热条件下,稀盐酸与二氧化锰不反应,所以含有146g氯化氢(4mol)的浓溶液与足量的二氧化锰充分反应制取Cl2小于1mol,C项符合题意;
D.焰色试验是元素的性质,所以用洁净的铂丝分别蘸取d的钠盐与e的溶液灼烧,火焰的颜色相同,均是黄色,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由图可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为盐酸盐,f为次氯酸盐。
14.【答案】C
【解析】【解答】除杂中所加试剂必须过量,故需考虑后加的试剂要能够将前面所加试剂引入的新的杂质一并除去,故整个实验试剂的先后顺序要求:碳酸钠在氯化钡之后加,过滤以后再加入盐酸,故实验试剂的先后顺序为:③②①⑤④或③①②⑤④或②③①⑤④,
故答案为:C。
【分析】除杂中所加试剂必须过量,故需考虑后加的试剂要能够将前面所加试剂引入的新的杂质一并除去。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.加入BaCl2、Na2CO3,可分别生成硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡等沉淀,以达到除去杂质离子的目的,故A不符合题意;
B.根据不能产生新杂质的要求排序,前面加人的过量溶液应用后加入的溶液除去的原则确定除杂顺序,所以碳酸钠必须在氯化钡后面,过滤后再加盐酸除去过量的NaOH和碳酸,故B符合题意;
C.检验硫酸根离子,应该先加入盐酸,排除其他杂质离子的干扰,再加入氯化钡产生白色沉淀,故C不符合题意;
D.在第二次过滤前加入适量的盐酸,会使生成的沉淀溶解,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】考查的是粗盐的提纯,主要加入的是氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠溶液,但是碳酸钠一定在氯化钡之后,根据氢氧化钠的位置,可知①是氯化钡②是碳酸钠溶液,硫酸根的检验是先加入盐酸,再加入氯化钡进行检验,盐酸的加入是在第二次过滤之后进行
16.【答案】D
【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。
17.【答案】(1)BaCl2;Na2CO3;继续加入BaCl2溶液,若没有沉淀生成,说明沉淀完全
(2)过滤;石灰乳
(3);挥发
【解析】【解答】(1)步骤(i)中,为除去粗盐中的和,沉淀上述离子时选用的沉淀剂依次为过量溶液除Mg2+、加入过量BaCl2溶液除、加入过量的Na2CO3溶液除,经过滤、加足量盐酸,蒸发后获得精盐;继续加入BaCl2溶液,若没有沉淀生成,说明沉淀完全。
(2)步骤(ⅱ)中分离与母液的操作属于固液分离,名称是过滤;氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,工业上通常采用向母液中加入石灰乳的方法来获得。
(3)步骤(ⅲ) 含有NaBr的溶液中通氯气把NaBr氧化为Br2,主要反应的离子方程式;溴的沸点低,易挥发,步骤(ⅳ)鼓入热空气可将溴单质分离出来,是利用溴单质的挥发性。
【分析】海水过滤得到母液和粗盐,粗盐精制得到精盐;母液中加入石灰乳沉淀镁离子形成氢氧化镁沉淀,过滤得到氢氧化镁沉淀,加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩,冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热得到氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁,母液中通入氯气氧化溴离子为单质溴,得到溴单质的溶液,鼓入热空气吹出溴单质,冷凝得到粗溴。
18.【答案】(1)富集溴元素
(2)SO2+Br2+2H2O=4H++SO42 +2Br
(3)B;C
(4)水浴加热;分液漏斗
【解析】【解答】(1)海水中溴元素含量较少,步骤I中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为富集溴元素,故答案为:富集溴元素;
(2)在水溶液里溴和二氧化硫反应离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,由此反应可知,生成物为强酸,所以除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀,故答案为:SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-;
(3)A.H2O和溴单质反应微弱,不能充分吸收溴单质,故A错误;B.碳酸钠溶液显碱性,溴的水溶液显酸性,碱性溶液可以与酸性溶液反应,可以吸收,故B正确;C.Na2SO3 溶液具有还原性,可以被溴单质氧化,能吸收溴单质,故C正确;D.FeCl3溶液具有氧化性,不能氧化溴单质,因此不能吸收溴单质,故D错误;故答案为:BC;
(4) 的沸点为 ,微溶于水,有毒性和强腐蚀性,步骤Ⅲ的操作中对盛有工业溴的蒸馏烧瓶采取的加热方式可以是水浴加热,溴蒸汽冷凝后得到液溴密度比水大,沉在溴水的下面,可以通过分液的方法分离,使用的仪器为分液漏斗,故答案为:水浴加热;分液漏斗。
【分析】(1)从海水中氧化生成的溴的浓度较小,需要富集;
(2)二氧化硫与溴发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸;
(3)碱性物质和还原性物质都能与溴发生反应;
(4)加热温度小于100℃,可用水浴加热的方法加热;分液工具是分液漏斗。
19.【答案】(1)Ba2++SO=BaSO4↓
(2)Na2CO3;除去CaCl2和过量的BaCl2
(3)过滤;铲出
(4)除去滤液中Na2CO3、NaOH
(5)蒸发皿
【解析】【解答】粗盐水中加入过量溶液除去Na2SO4,加入A为Na2CO3除去CaCl2和过量的BaCl2,加入B为NaOH除去MgCl2,操作X是过滤除去沉淀,再加入适量稀盐酸除去滤液中Na2CO3、NaOH,最后操作Y是蒸发结晶得到NaCl晶体;
(1)加入过量溶液与Na2SO4反应生成硫酸钡沉淀,发生反应的离子方程式为Ba2++SO=BaSO4↓;
(2)试剂A是Na2CO3,目的是除去CaCl2和过量的BaCl2;
(3)操作X是分离出沉淀和溶液,操作名称是过滤,“五步产盐法”即通过“集卤蒸发、过箩调配、储卤、结晶、铲出”五个生产步骤产盐,过滤类似于铲出步骤;
(4)加入适量稀盐酸的目的是除去滤液中Na2CO3、NaOH;
(5)从NaCl溶液中的得到NaCl晶体,可采用在蒸发皿中蒸发结晶得到,操作Y是蒸发结晶,所用的陶瓷仪器是蒸发皿。
【分析】(1)加入氯化钡,钡离子和硫酸根结合生成硫酸钡;
(2)加入碳酸钠,氯化钙生成碳酸钙,过量氯化钡生成碳酸钡;
(3)操作X用于分离固体和液体,为过滤,类似于铲出步骤;
(4) Na2CO3、NaOH均能与盐酸反应;
(5)操作Y为蒸发结晶,所用仪器为蒸发皿。
20.【答案】(1)结晶;阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯等
(2)海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜;淡水
(3)3CO32﹣+3Br2=5Br﹣+BrO3﹣+3CO2↑;富集溴,提高Br2的浓度;温度过低难以将Br2蒸馏出来,但温度过高又会将大量的水蒸馏出来
【解析】【解答】解:(1)①海水晒盐需要通过蒸发、结晶过程,所以还需要结晶池,
故答案为:结晶;
②阳离子交换膜只能阳离子通过,阴离子和气体不能通过,用石墨作电解电解饱和氯化钠时,阳极上氯离子放电生成氯气,氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极,如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸,且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯,
故答案为:阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯等;(2)①海水中含有海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时阴极附近生成氢氧根离子,导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜,从而抑制离子通过,导致电渗析法失败,
故答案为:海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜;
②在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,①室离子浓度变小,②室离子浓度不大,离子浓度大的为浓水,所以浓水在B处排出,淡水在A处排出,
故答案为:淡水;(3)①纯碱是碳酸钠,与溴反应有BrO3﹣生成,反应的离子方程式为:3CO32﹣+3Br2=5Br﹣+BrO3﹣+3CO2↑,
故答案为:3CO32﹣+3Br2=5Br﹣+BrO3﹣+3CO2↑;②从①出来的溶液中溴的含量不高,如果直接蒸馏,产品成本高,所以需要进一步浓缩溴,提高溴的浓度,
故答案为:富集溴,提高Br2的浓度;③温度过高水蒸气蒸出,溴中含有水分,温度过低溴不能完全蒸出,产率低,
故答案为:温度过低难以将Br2蒸发出来,但温度过高又会将大量的水蒸馏出来.
【分析】(1)①海水晒盐通过蒸发、结晶制取食盐;
②阳离子交换膜只能阳离子通过,阴离子和气体不能通过;(2)①海水中含有的Mg2+和Ca2+等阳离子易和氢氧根离子反应生成沉淀;
②在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,离子浓度大的为浓水,离子浓度小的为淡水;(3)①吸收塔中碳酸根离子与溴单质反应生成溴离子、硝酸根离子和二氧化碳气体,据此写出反应的离子方程式;②在①中溴单质浓度较小,通过吹出、吸收、酸化重新获得含Br2的溶液,可以富集溴,降低成本;③温度过高会导致水蒸气蒸发出来,温度过低无法将溴蒸发出来.
21.【答案】(1)b
(2)过滤;MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(3)富集溴;Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
【解析】【解答】解:(1)水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中其他各种离子不能通过淡水膜,加压后,左侧淡水中增加的是溶剂质量,
故答案为:b;(2)向海水中加入石灰水,其中Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2沉淀,然后通过操作a为过滤,得到A为Mg(OH)2,将Mg(OH)2溶于试剂X为稀盐酸中得到MgCl2,将MgCl2溶液在HCl氛围中蒸干得到MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg单质,
①上述分析可知,操作a的名称为过滤,
故答案为:过滤;
②B为氯化镁固体,冶炼金属镁的化学方程式为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;(3)①用氯气置换溴离子使之成为单质溴,通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸,步骤一和步骤二的目的是富集溴,
故答案为:富集溴;
②步骤二则的反应为二氧化硫还原溴单质,反应的化学方程式为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,
故答案为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4.
【分析】(1)根据题意,膜分离技术的原理: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化池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,据此分析加压后右侧海水中溶质、溶剂、溶液的改变,进而进行分析判断;(2)向海水中加入石灰水,其中Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2沉淀,然后通过操作a为过滤,得到A为Mg(OH)2,将Mg(OH)2溶于试剂X为稀盐酸中得到MgCl2,将MgCl2溶液在HCl氛围中蒸干得到MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg单质,
①操作a是分离固体和溶液;
②电解熔融氯化镁得到镁和氯气;(3)浓缩后增大溴离子的浓度,与氯气发生2Br﹣+Cl2=Br2+2Cl﹣,用空气将溴吹出,用二氧化硫吸收,从而达到富集溴,发生反应Br2+2H2O+SO2═2HBr+H2SO4,步骤三中发生Cl2+2HBr=Br2+2HCl,以此来解答.
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