2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第2课时　海水资源的开发利用（含解析）

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2025人教版高中化学必修第二册
第2课时　海水资源的开发利用
基础过关练
题组一　海水水资源的利用
1.海洋是非常巨大的资源宝库,以下有关海洋资源开发利用的说法,不正确的是(　　)
A.海洋约占地球上总水量的97%,水储量约为1.3×1018 t,故人类不存在缺水问题
B.海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用,两者可以综合进行
C.海水中除H2O外,还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F等多种元素
D.由于与岩石、大气和生物相互作用,海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物
2.(2024广东深圳月考)下列有关说法正确的是　　(　　)
A.必须通过化学变化才能从海水中获得粗盐
B.海水中的溴、碘可用四氯化碳直接萃取得到
C.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等
D.海水水资源的利用只有海水淡化
题组二　海水中化学资源的开发利用
3.(2024湖北部分高中联合质检)碘元素是人体的必需微量元素之一。某学习小组在实验室进行海带提碘的探究,其流程如下:
上述实验过程中未涉及的操作是(　　)
　　　　　　　
　　　　　　
4.(教材习题改编)镁及其合金是用途很广的金属材料,可以通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法不正确的是(　　)
A.使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可选用石灰乳
B.操作a中用到漏斗、玻璃棒、烧杯等玻璃仪器
C.加入试剂②的离子方程式为Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O
D.工业上常用加热无水MgCl2获得金属镁
5.(2024福建三明四校期中)模拟用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下,请回答下列问题。
(1)将海水浓缩的方法是　　　　　。
(2)步骤②通入热空气吹出Br2,利用了Br2的　　　　性。
(3)步骤①反应的离子方程式是　　　　　;步骤③反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　;从理论上分析,下列也能吸收溴的是　　　　(填字母)。
A.NaOH　　　B.Na2SO3　　　C.FeCl2
(4)已知海水中Br-含量为64 mg/L,依据上述流程,若将5 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为　　　L(忽略Cl2的溶解)。
能力提升练
题组　海水资源的综合利用
1.(2023湖北孝感月考)海带中含有的碘元素可经过灼烧→浸取→过滤→氧化→萃取→蒸馏步骤完成,各步骤中选用的实验用品正确的是(　　)
A.将海带灼烧成灰,选用②和③
B.过滤得到滤液,选用④⑤⑦和⑨
C.向滤液中加入过氧化氢溶液将碘离子氧化为I2,选用④和⑦
D.检验I2,选用③⑧和⑩
2.(2024山东泰安二中月考)海洋中部分化学资源的利用如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.步骤①②利用了Cl2的氧化性,热空气吹出是利用了溴不易溶于水的性质
B.工业上,X常用SO2气体作吸收剂,Y常选用苛性钠作沉淀剂
C.工业上常用电解MgCl2溶液冶炼金属镁
D.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO
3.(经典题)(2024山东济南期末)海水中化学元素的利用是海水综合利用的重要方面,从海水中提取的粗盐、镁、溴(Br2)等产品是多种工业的基础原料。
Ⅰ.海水提取的粗盐中含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下操作,进行提纯:①加入Na2CO3溶液;②加入NaOH溶液;③加入BaCl2溶液;④滴入稀盐酸至无气泡产生;⑤过滤;⑥溶解。
(1)正确的操作顺序是　　　　　　　(填标号,合理即可)。
(2)加入Na2CO3溶液时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.苦卤(海水晒盐后得到的母液)中含有NaBr等物质。从苦卤中提Br2的流程如下:
(3)以苦卤为原料提Br2而不是直接利用海水提Br2,优势在于　　　　　　　　　　。
(4)“吸收”过程的离子方程式为　　　　　　　　　　　。
Ⅲ.海水提镁的工艺流程如下:
已知:MgO的熔点为2 852 ℃,无水MgCl2的熔点为714 ℃。
(5)工业上采用电解熔融MgCl2而不是熔融MgO来制取镁单质,原因是　　　　　　　。
(6)高温下用镁还原四氯化钛(TiCl4)是制取金属钛的重要方法,该反应的化学方程式为　　　　　　　。下列气体可以作该反应保护气的是　　　(填字母)。
a.N2　　　b.Ar　　　c.CO2　　　d.O2
答案与分层梯度式解析
第2课时　海水资源的开发利用
基础过关练
1.A　海洋中的水成分复杂,含盐量高,无法直接使用,人类可利用的淡水资源很少,A错误。
2.C　蒸发浓缩海水可获得粗盐,该过程中没有生成新物质,发生的是物理变化,A错误;海水中的溴、碘分别是以Br-、I-形式存在的,不能用四氯化碳直接萃取得到,B错误;海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等,C正确;海水中水资源的利用,主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等,D错误。
3.A　海带灼烧成海带灰,是在坩埚中进行的,B正确;用CCl4萃取碘水中的I2后分液得到碘的有机溶液,C正确;实验中分离碘和有机物的混合液,用蒸馏装置,A错误、D正确。
4.D　海水中含MgSO4,加入石灰乳能沉淀Mg2+,试剂①可选用石灰乳,A正确;操作a为过滤,用到漏斗、玻璃棒、烧杯等玻璃仪器,B正确;结合图示可知试剂②为盐酸,加入试剂②的离子方程式为Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O,C正确;工业上用电解熔融MgCl2获得金属镁,D错误。
5.答案　(1)蒸发　(2)挥发　(3)Cl2+2Br- 2Cl-+Br2　Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-　ABC　(4)89.6
解析　(1)主要是通过太阳光照射进行蒸发浓缩海水。
(2)步骤②通入热空气吹出Br2,是利用了Br2的挥发性。
(3)结合图示可知步骤①是Cl2氧化Br-,离子方程式为Cl2+2Br- 2Cl-+Br2;步骤③是利用SO2吸收Br2生成硫酸和氢溴酸,离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-;从理论上分析,能与Br2发生氧化还原反应的物质等均能作为吸收剂吸收溴,故ABC均正确。
(4)根据题意可知5 m3海水中m(Br-)=5×1 000 L×64 mg/L=320 000 mg
=320 g,即含4 mol Br-,根据Cl2+2Br- 2Cl-+Br2,在步骤①和步骤④都要用Cl2来氧化Br-,消耗Cl2共为4 mol,在标准状况下的体积为
4 mol×22.4 L/mol=89.6 L。
能力提升练
1.D　固体的灼烧应选①②⑨,A错误;过滤应选④⑤⑦,⑨不需要,B错误;向滤液中加入过氧化氢溶液需要用⑩,C错误;检验I2,应加入淀粉溶液,选用③⑧和⑩,D正确。
2.D　步骤①②都是将溴离子氧化为溴单质,利用了Cl2的氧化性,热空气吹出利用了溴的挥发性,A错误;二氧化硫具有还原性,物质X用于将溴转化为溴离子,X常选用SO2,Y用于将镁离子沉淀为氢氧化镁,常选用石灰乳,选用苛性钠的经济效益低,B错误;工业上常用电解熔融氯化镁制取Mg,C错误;由题图知,“氯化”过程中MgO、C和Cl2反应生成MgCl2和可燃性气体CO,反应的化学方程式为MgO+C+Cl2 MgCl2+CO,D正确。
3.答案　(1)⑥③②①⑤④或⑥②③①⑤④或⑥③①②⑤④
(2)Ca2++C CaCO3↓、Ba2++C BaCO3↓
(3)苦卤中Br-浓度大,便于提取
(4)Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-
(5)MgCl2的熔点低于MgO,熔化时消耗能量少
(6)2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti　　b
解析　(1)除去粗盐中的可溶性杂质,需先将粗盐溶解,然后加入沉淀剂,沉淀可溶性杂质。各沉淀剂的作用如下:
沉淀剂 NaOH溶液 BaCl2溶液 Na2CO3溶液
作用 沉淀Mg2+ 沉淀S 沉淀Ca2+、Ba2+
沉淀完全后过滤,再向滤液中加入适量盐酸除去OH-和C;需注意要在加入BaCl2溶液后加入Na2CO3溶液,以保证Na2CO3能沉淀Ca2+和过量的Ba2+,而NaOH溶液加入的顺序没有明确要求,在过滤前加入即可〗。结合上述分析可知正确的操作顺序是⑥③②①⑤④或⑥②③①⑤④或⑥③①②⑤④。
(2)加入Na2CO3溶液时发生反应的离子方程式为Ca2++C CaCO3↓、Ba2++C BaCO3↓。
(3)海水中Br-浓度较小,而苦卤中Br-浓度比海水中的大,便于提取。
(4)“吸收”时是利用SO2和H2O吸收吹出的Br2,其离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++S+2Br-。
(5)MgO熔点高于MgCl2,MgO熔化时消耗大量的能量,从而增加生产成本,故采用电解熔融MgCl2制取镁。
(6)根据高温下Mg还原TiCl4生成MgCl2和Ti,可写出化学方程式为2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti;高温条件下镁能与O2、N2、CO2反应,该反应可在Ar的保护下进行,故选b。
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