8.1海洋化学资源
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.如图是几种净水方法,有关叙述错误的是
A.图①中冷凝水应从b口进,a口出
B.图②中玻璃棒所起的作用是引流
C.图④中粒状活性炭层的作用是吸附
D.图①②④的方法均能降低水的硬度
2.在淡水缺乏的海岛上,可利用下图所示简易装置从海水中获取淡水。下列说法不正确的是
A.水杯中的水是淡水
B.从海水中获取淡水是物理变化
C.获取淡水的快慢与温度有关
D.水蒸发时水分子的体积变大
3.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以用海水中提取的镁盐制取,镁盐属于海洋资源中的( )
A.矿产资源 B.动力资源 C.化学资源 D.生物资源
4.下列变化中,不属于物理变化的是
A.海水淡化 B.用洗涤剂洗餐具
C.煤燃烧 D.干冰升华
5.日晒海水可以得到食盐固体,其原因是( )
A.受热时食盐的溶解度降低
B.受热时食盐的溶解度显著增大
C.受热时海水中的水分蒸发
D.受热时海水发生分解
6.自来水生产过程中,无需用到的步骤是
A.静置沉降 B.吸附 C.杀菌消毒 D.蒸馏
7.海水是一种重要的自然资源,镁被誉为海洋里宝贵的“国防元素”。从海水或卤水(含氯化镁)中提取镁的主要步骤如下:
下列有关说法不正确的是
A.步骤③发生的化学反应基本类型属于复分解反应 B.操作A的名称是过滤
C.步骤①→步骤②是为了将氯化镁聚集起来,获得比较纯净的氯化镁 D.加入的试剂B是盐酸
8.自然界的水都不是纯净水,下列说法不正确的是
A.蒸馏可将海水淡化 B.过滤不能使硬水转化为软水
C.长期饮用蒸馏水有利于身体健康 D.常用肥皂水检验硬水和软水
9.如图简易净水装置及制取蒸馏水简易装置,下列说法正确的是
A.甲装置位置b放的是活性炭,位置c放的是石英砂
B.乙装置中碎瓷片的作用是防止溶液暴沸
C.乙装置中烧杯内水的作用是密封
D.甲装置能降低水的硬度
10.自来水厂的净化过程可表示为:取水→加明矾沉降→过滤→吸附→消毒→配水.其中属于化学变化的是( )
A.取水 B.过滤 C.吸附 D.消毒
二、判断题
11.用蒸馏的方法不可以将海水淡化( )
12.活性炭可使海水转化成淡水( )
13.从海水中获得少量淡水,可采用蒸馏的方法( )
14.海水可以直接作为淡水饮用( )
15.蒸馏可以得到纯水( )
三、综合应用题
16.认识和爱护水资源
(1)水的净化
天然水中含有许多杂质,可利用吸附沉淀、 和蒸馏等方法净化。
(2)水的软化
硬水给生产和生活带来很多麻烦,生活中常用 降低水的硬度。
(3)水的蒸馏
实验室制取蒸馏水的装置如图所示。
①在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石(或碎瓷片)的作用是 。
②冷水应从冷凝管的 (填A或B)端进入。
③从微观角度分析,冷凝管中的水蒸气与锥形瓶中的水不同之处为 (写一条)。
(4)水的饮用
某品牌矿泉水,其外包装上部分文字说明如图所示。
①主要成分中的“钙”“钠”是指 (“分子” “原子”或“元素”)。
②偏硅酸中硅元素的质量分数是 (列式即可)。
③每瓶矿泉水中含钙的质量最多为 mg。
17.我国海洋资源丰富,开发前景十分远大。从海洋中提取的金属镁,可以广泛应用于生活、生产和国防工业、如图是单质镁的制取和转化过程,试回答下列问题:
(1)步骤一中生石灰的化学式为 。
(2)写出上述流程中发生的中和反应的化学方程式 。
(3)有关步骤四中能量转化的说法中正确的是 (填下列各选项序号字母)
A.化学能转化为电能 B.电能转化为化学能 C.潮汐能转化为化学能
(4)海水或卤水中本来就含有氯化镁,还需要步骤一、二、三操作的原因是 。
(5)某化学兴趣小组欲测定某氯化镁样品中氯化镁的含量(杂质为氯化钠),称取 20g 样品将其置于干净的烧杯中,加入 80g 水使固体样品完全溶解,向所得溶液中逐滴加入溶质质量分数为 20%的氢氧化钠溶液,反应过程中溶液总质量与滴入氢氧化钠溶液的质量关系如图所示。试回答下列问题:
①当滴入 20%的氢氧化钠溶液 80g 时(即图中 P 点),恰好完全反应,试通过计算,求20g氯化镁样品中氯化镁的质量分数 。
②P 点对应的纵坐标的数值是多少?
18.水是人类宝贵的自然资源,与人类的生产、生活密切相关。
(1)水是常见的溶剂,将下列生活中的物质分别放入水中,不能形成溶液的是 。
A 蔗糖 B 纯碱 C 食盐 D 花生油
用质量分数为20%的氢氧化钠溶液配制5%的氢氧化钠溶液100g,需要水 g。
(2)净化水的常用方法有:①消毒杀菌②过滤③蒸馏④活性炭吸附⑤加明矾吸附沉降。天然水中往往含有许多杂质,要把天然水净化成生活中的自来水,所选用的净化方法按净化过程排序是(填序号) 。
(3)漂白粉可用于水的杀菌消毒,其有效成分是次氯酸钙【化学式为Ca(ClO)2】。次氯酸钙可发生如下反应:,则X的化学式为 。
(4)一种新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4),具有高效消毒作用,该高铁酸钾中铁元素的化合价为 。
(5)工业上可用海水提取粗盐后的母液来提取金属镁,其流程如下:
该流程中,加溶液A时所发生的反应方程式为 ,其中没有发生的基本反应类型为化合反应和 。
四、填空与简答
19.水是生命之源,人类的日常生活离不开水。请根据以下实验回答问题:
(1)实验A中水发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)实验B中有氧气生成的试管连接电源的 (填“正极”或“负极”)。
(3)实验C中可利用 去除水中的异味和色素。
(4)实验D制取蒸馏水时,需要在烧瓶中加入几粒沸石,其作用是 。
20.用所学知识回答问题。
(1)海水淡化是向海水要淡水的一种方法,海水淡化能否作为人类应对淡水短缺的重要途径,为什么?
(2)在书写具有保存价值的档案时,规定应使用碳素墨水。为什么?
21.海水是巨大的资源宝库。以下是某工厂对海水资源综合利用的示意图。
(1)操作I和操作II的名称分别是 、 。母液中一定含有的金属元素是 ;
(2)反应(2)的化学反应方程式是 ;反应(1)的基本反应类型是 。
22.镁是一种用途广泛的国防金属材料,目前大部分镁都是利用从海水中提取镁盐制得的,工艺流程如下图所示:
请你根据上述材料,回答下列问题:
(1)操作①的名称是 (填“溶解”、“过滤”、“蒸发”之一)。
(2)试剂C中溶质的化学式是 。
(3)从海水中提取MgCl2时,经历了“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”的转化过程,请分析这样做的目的是 。
(4)写出②的化学方程式 ,该反应属于 反应(写出它的基本反应类型)。
23.阅读下面的科普短文,回答相关问题。
“可燃冰”是一种新型能源,在我国南海储量很高。我国是全球第一个实现在海域“可燃冰”试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹(如图),在海底低温和高压作用下形成的甲烷水合物,因其外观像冰且遇火可直接点燃,被称作“可燃冰”。1立方米可燃冰可释放出160~180立方米的天然气,其能量密度是煤的10倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰深藏海底,但开采难度很大,原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸,大量甲烷气体涌入大气层,会产生比二氧化碳更为严重的温室教应。置换法是开采方法之一,将CO2液化后进入1500米以下的洋面,就会生成二氧化碳水合物沉入海底,因CO2较甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。
(1)甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是 。
(2)下列说法错误的是 (填字母序号)
A.可燃冰属于纯净物 B.开采可燃冰不会产生环境问题
C.可燃冰和冰的成分相同 D.二氧化碳水合物比可燃冰稳定
(3)可燃冰成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 。
(4)与化石燃料相比较,开采可燃冰的积极意义有 (写一条)。
参考答案:
1.D
【详解】A、冷凝管中的冷凝水应该从b口进a口出,冷凝更充分,此时冷凝效果最佳,故A正确;
B、在过滤操作中,玻璃棒的作用是引流,故B正确;
C、活性炭具有吸附性,可以除去水中的色素和异味,故C正确;
D、①蒸馏可以除去水中的所有杂质,可以降低水的硬度;②过滤只能除去水中的难溶性杂质,不能除去水中的钙镁化合物,不能降低水的硬度,④活性炭具有吸附性,只能除去水中的色素和异味,不能除去水中的钙镁化合物,不能降低水的硬度,故D错误;
故选:D。
2.D
【详解】A、从海水中获取淡水的原理是通过蒸发,使海水中的水分变成水蒸气,然后遇冷变成水滴到水杯中,故水杯中的水是淡水,不符合题意;
B、从海水中获取淡水,是利用水的蒸发实现的,只有水的状态发生了变化,无新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
C、温度越高,水分蒸发的越快,获取淡水的速率越快,不符合题意;
D、水蒸发时,分子之间的间隔变大,分子的体积不变,符合题意。
故选D。
3.C
【详解】镁盐属于海洋资源中的化学资源。故选C。
4.C
【详解】A、海水淡化,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
B、用洗涤剂洗餐具 ,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
C、煤燃烧 ,有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
D、干冰升华,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
故选C。
5.C
【详解】海水中溶解了大量的氯化钠,氯化钠的溶解度受温度影响不大,可利用蒸发结晶的方法得到氯化钠,即将海水引入浅滩,利用风吹日晒使水分蒸发而得到氯化钠,故选C。
6.D
【详解】自来水净化过程中,先静置沉降,然后过滤,除去难溶性杂质,再用活性炭吸附,除去水中的色素和异味,最后投药消毒杀菌可以除去细菌微生物;故自来水生产过程中,静置沉降→过滤→活性炭吸附→消毒杀菌,无需用到蒸馏;
故选:D。
7.A
【详解】A、步骤③发生的化学反应是氯化镁通电生成镁和氯气,符合“一变多”,基本类型属于分解反应,故A错误;
B、操作A是将固体和液体分离,是过滤操作,故B正确;
C、步骤①是海水中的氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,步骤②是过滤后的氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,所以步骤①→步骤②是为了将氯化镁聚集起来,获得比较纯净的氯化镁,故C正确;
D、加入的试剂B是盐酸,将氢氧化镁转化为氯化镁,故D正确。
故选A。
8.C
【详解】A、蒸馏可将海水淡化,得到淡水,不符合题意;
B、过滤只能除去水中的难溶性杂质,不能除去水中的可溶性杂质,不能使硬水软化,不符合题意;
C、蒸馏水中不含对人体有益的矿物质等,长期饮用蒸馏水对人体健康不利,符合题意;
D、通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多,不符合题意。
故选C。
9.B
【详解】A.活性炭具有吸附性,可以除去水中的色素和异味,石英砂的作用是过滤,可以除去水中难溶性的杂质,按照净化水的程度可知甲装置位置b放的是石英砂,位置c放的是活性炭,此选项错误;
B.乙装置是蒸馏装置,其中碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸,此选项正确;
C.乙装置中烧杯内的水起到了降温的作用,加快水蒸气的冷凝,此选项错误;
D.甲装置不能除去水中的可溶性钙、镁化合物,即不能将硬水软化,此选项错误。
故选B。
10.D
【详解】A. 取水无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
B.通过过滤可将难溶于液体的固体物质与液体分离,无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
C. 吸附无新物质生成,属于物理变化,此选项不符合题意;
D. 消毒有新物质生成,属于化学变化,此选项符合题意。故选D。
11.错误
【详解】用蒸馏的方法可以除去水中可溶性、不溶性杂质,蒸馏得到的水是纯水,故用蒸馏的方法可以将海水淡化,故错误。
12.错误
【详解】活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味,不能除去可溶性杂质,不能使海水淡化,故错误。
13.正确
【详解】蒸馏能够得到蒸馏水,因此通过蒸馏可以从海水中获得少量淡水,故说法正确。
14.错误
【详解】海水中含有很多杂质,例如含有氯化钠等而有咸味,不能直接作为淡水饮用,故错误。
15.正确
【详解】蒸馏得到的蒸馏水为纯水,说法正确。
16. 过滤 煮沸 防止暴沸(局部沸腾) B 分子间间隔不同(或分子运动速率不同) 元素 42
【详解】(1)天然水中含有许多杂质,可利用吸附沉淀、过滤和蒸馏等方法净化;
(2)天然水煮沸时,水中可溶性钙、镁化合物转化为沉淀,水的硬度降低。生活中常用煮沸降低水的硬度;
(3)①在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石(或碎瓷片)的作用是防止暴沸(局部沸腾);
②为提高冷却效率,冷水应从冷凝管的B端进入;
③从微观角度分析,冷凝管中的水蒸气与锥形瓶中的水不同之处为分子间间隔不同(或分子运动速率不同);
(4)①主要成分中的“钙”“钠”是指元素;
②偏硅酸中硅元素的质量分数=;
③根据标签可知,每瓶矿泉水中含钙的质量最多=28 mg/L×1.5L=42mg。
17. CaO B 将氯化镁富集提纯 解:设20g氯化镁样品中氯化镁的质量为x,生成沉淀的质量为y
x=19g
y=11.6g
氯化镁样品中氯化镁的质量分数为: P 点对应的溶液总质量为:
答:氯化镁样品中氯化镁的质量分数 95%;P 点对应的纵坐标的数值是 168.4g。
【详解】(1)生石灰是氧化钙的俗称,化学式为CaO;
(2)酸和碱生成盐和水的反应为中和反应,上述流程中发生的中和反应的化学方程式Mg(OH)2+2HCl =MgCl2+ 2H2O;
(3)氯化镁在通电条件下生成镁和氯气,电能转化为化学能;
(4)海水或卤水中含有氯化镁,但是氯化镁的含量非常低,且海水或卤水中除氯化镁外还有很多其他可溶性物质,经步骤一、二、三操作所得氯化镁是纯净物;
(5)由图可知,刚好完全反应时,消耗20%的氢氧化钠溶液是80g,可知与氯化镁反应的氢氧化钠的质量是16g,结合化学方程式即可计算出样品中氯化镁的质量和生成沉淀氢氧化镁的质量,然后根据氯化镁的质量和样品的质量即可计算样品中氯化镁的含量,再根据反应前后物质的总质量不变即可计算出反应后溶液的质量。详细计算过程见答案。
18. D 75 ⑤②④① CO2 +6 置换反应
【详解】(1)A、蔗糖能溶于水形成均一、稳定的溶液,不符合题意;
B、纯碱是碳酸钠的俗称,碳酸钠能溶于水形成均一、稳定的溶液,不符合题意;
C、食盐能溶于水形成均一、稳定的溶液,不符合题意;
D、花生油不溶于水,只能以小液滴的形式悬浮于液体里,形成乳浊液,符合题意。
故选D;
根据稀释前后,溶质的质量不变,可得需要20%的氢氧化钠溶液的质量为:100g×5%÷20%=25g,需要加水的质量为:100g-25g=75g;
(2)要把天然水净化成生活中的自来水,所选用的净化方法按净化过程排序是加明矾吸附沉降(使悬浮的杂质沉降)、过滤(除去难溶性杂质)、吸附(吸附水中的色素和异味)、消毒(除去细菌和病毒),无需蒸馏,故顺序是:⑤②④①;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Ca、Cl、O、H、C的个数分别是1、2、3、2、0,生成物中含Ca、Cl、O、H、C的个数分别是1、2、5、2、1,故反应物中还应含1个C、2个O,故X的化学式为:CO2;
(4)高铁酸钾中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设铁元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6;
(5)氯化镁能与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙,故沉淀为氢氧化镁,加入溶液A,生成氯化镁,故A为盐酸,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,该反应的化学方程式为:;
氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙,该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
氯化镁通电分解生成镁和氯气,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应。
故其中没有发生的基本反应类型为化合反应和置换反应。
19.(1)物理
(2)正极
(3)活性炭
(4)防止暴沸
【详解】(1)实验A中,只是水的状态发生了改变,无新物质生成,属于物理变化;
(2)在电解水实验中,“正氧负氢”,故有氧气生成的试管连接电源的正极;
(3)实验C中,活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味;
(4)实验D制取蒸馏水时,需要在烧瓶中加入几粒沸石,其作用是防止暴沸。
20. 参考答案一:能,在沿海地区利用海水淡化技术能为生产、生活提供淡水资源并综合利用了海水资源;参考答案二:不能,海水淡化需要较大的成本,为内陆地区提供水资源很不方便 碳在常温下化学性质稳定
【详解】(1)海水淡化能作为沿海地区人类应对淡水短缺的重要途径。在沿海地区利用海水淡化技术能为生产、生活提供淡水资源并综合利用了海水资源;海水淡化不能为内陆地区提供水资源,因为海水淡化需要较大的成本,为内陆地区提供水资源很不方便。
(2)在书写具有保存价值的档案时,规定应使用碳素墨水,因为碳素墨水中含有碳,常温下,碳的化学性质稳定,使用碳素墨水书写档案,能使档案保存较长时间。
21. 蒸发浓缩 过滤 镁 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 复分解
【详解】:(1)操作Ⅰ中从海水中获取粗盐的过程,属于蒸发结晶;操作Ⅱ分离粗盐和母液可以使用过滤的方法,母液是食盐的饱和溶液,加入石灰乳能生成氢氧化镁,故一定含有钠元素和镁元素,故填:蒸发结晶;过滤;钠和镁;
(2)反应(2)是电解饱和的氯化钠溶液能生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应(1)是氢氧化镁和盐酸的反应生成氯化镁和水,是由两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物,属于复分解反应;故填:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;复分解反应。
22.(1)过滤
(2)HCl
(3)利用化学方法将Mg2+ 以沉淀形式提取、富集起来。(答案合理即可)
(4) 复分解
【详解】(1)操作①的名称是过滤,故填:过滤;
(2)试剂C中溶质的化学式是HCl,故填:HCl;
(3)从海水中提取MgCl2时,经历了“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”的转化过程,这样做的目的是利用化学方法将Mg2+ 以沉淀形式提取、富集起来,故填:利用化学方法将Mg2+ 以沉淀形式提取、富集起来。(答案合理即可)
(4)反应②是氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,化学反应方程式为:,该反应为两种化合物相互交换成分,生成另外两种新的化合物的反应,属于复分解反应,故填:;复分解。
23.(1)外观像冰且遇火可直接点燃
(2)ABC
(3)
(4)燃烧产物几乎不会对环境造成污染(其他合理即可)
【详解】(1)从文中“因其外观像冰且遇火可直接点燃,被称作可燃冰”可知,甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是外观像冰且遇火可直接点燃。
(2)A. 根据“可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹”可知,可燃冰含有多种物质,是混合物。错误。
B. 根据“大量甲烷气体涌入大气层,会产生比二氧化碳更为严重的温室教应”可知,开采可燃冰可能加剧温室效应。错误。
C. 可燃冰是甲烷和水组成的混合物,冰是由水分子构成的纯净物,所以成分不同。错误。
D.从 “CO2较甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来”可知,二氧化碳水合物比可燃冰稳定。正确。
故选:ABC。
(3)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为。
(4)从“燃烧后不产生任何残渣和废气”可知,与化石燃料相比较,开采可燃冰的积极意义有燃烧产物几乎不会对环境造成污染。其他合理即可。