人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习
文档属性
| 名称 | 人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 255.0KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-05-27 09:57:53 | ||
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文档简介
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人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习
一、选择题
1.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
答案：D
解析：
解答：海水中氯、溴、碘是以离子形式存在，没有单质形式，钠、镁、铝也是以离子形式存在。
分析：本题考查不需要化学变化就能够从海水中获得的物质，熟练掌握由化合物制取单质的方法是解题的关键。
2.目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( )
A．硬水的软化 B．电解饱和食盐水制造NaOH
C．电渗析淡化海水 D．海水中提取NaCl
答案：D
解析：
解答：本题主要考查考生对硬水软化、电解饱和食盐水、电渗析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工业流程的了解，根据所学知识可以判断只有D即海水中提取NaCl没有直接使用离子交换技术。
分析：本题考查硬水的软化、海水的淡化、海水提取NaCl等操作方法，熟练掌握离子交换法是解题的关键 。
3.氯碱工业中关于电极材料的选用，下列说法合理的是( )
A．两极可用任意可导电固体材料 B．阳极必须用惰性电极
C．阴极必须用惰性电极 D．石墨阳极比金属阳极更节电
答案：B
解析：
解答：阳极必须用惰性电极，因为氯碱工业是利用直流电使溶液中的Cl－放电产生Cl2，若为活泼电极、电极本身失去电子，代替了Cl－放电。
分析：本题考查电解原理、电解池的电极材料和电极反应，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
4.电解饱和食盐水时两电极上产生气体的体积比应是1∶1，但实际测量时却发现V(H2)>V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是( )
A．H2的摩尔质量比Cl2的小 B．Cl2有刺激性气味
C．H2的熔沸点比Cl2的低 D．H2的溶解度比Cl2的小
答案：D
解析：
解答：由于H2难溶于水而Cl2能溶于水，故实测V(H2)>V(Cl2)。
分析：本题考查电解饱和食盐水的原理和现象，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
5.下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
答案：D
解析：
解答：本题主要考查化学原理在工业生产中的应用。在合成氨工业中，使氨冷却液化，降低NH3浓度，平衡向正反应方向移动可提高N2、H2的转化率，但其反应速率减慢，A项不正确；在硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了控制反应温度使催化剂保持最佳活性，B项不正确；电解饱和食盐水时阳极室产生Cl2，阴极室产生H2，显然C项不正确；由于粗铜中含有Fe、Zn等活泼金属，它们比Cu易失电子，而在它们失电子的同时，阴极仍有Cu析出，故D选项是正确的。
分析：本题主要考查化学原理在工业生产中的应用，题目难度中等。
6.电解饱和食盐水，当阴极附近有0.8mol氢氧化钠生成时，导线中通过的电子的物质的量是( )
A．0.16mol B．0.2mol
C．0.4mol D．0.8mol
答案：D
解析：
解答：由H2OH＋＋OH－知每有1molH＋放电，就会生成1molOH－，而1molH＋放电需要转移1mole－，故有0.8molNaOH生成，导线中就有0.8mole－通过。
分析：本题考查电解原理的应用、电解过程中电子转移方数目等。
7.从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤，在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是( )
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应
D．第④步电解时阴极产生氯气
答案：D
解析：
解答：电解MgCl2时在阳极上产生Cl2。
分析：本题考查海水资源及其综合利用，从海水中提取金属镁的操作步骤，熟练掌握基本操作是解题的关键 。
8.用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，不宜加入的物质是( )
A．Na2SO4 B．NaNO3
C．KOH D．CuSO4
答案：D
解析：
解答：加入CuSO4，电解时在阴极上会产生Cu，故不能加入。其他三种加入后还是产生H2、O2。
分析：本题考查电解原理的应用，熟练掌握在水溶液中的离子的放电顺序是解题的关键 。
9.下列说法不正确的是( )
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法
B．海水中溶解的主要无机盐有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体
D．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产
答案：D
解析：
解答：A项中涉及海水淡化的几种主要方法，正确。B项中海水含有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等，因此可以从海水中得到NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等物质。C项中海水淡化的同时，得到了含盐较多的卤水，为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等提供了较好的原料，可以降低成本，C项正确。D项中最初海水淡化能耗大，成本高，但随着技术的进步，使用规模的扩大，成本已大大降低，故错误。
分析：本题考查海水资源及其综合利用、海水淡化以及海水工业，熟练掌握海水资源及其综合利用是解题的关键 。
10.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解，正确的生产顺序是( )
A．①②③④⑤ B．⑤④③①②
C．②④③①⑤ D．③④②①⑤
答案：C
解析：
解答：海水中含有Mg2＋，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁？根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2＋的熔融化合物。若直接加热Mg(OH)2，则Mg(OH)2发生分解生成MgO：Mg(OH)2MgO＋H2O，MgO熔点高，很难熔融；工业上不采用电解熔融MgO的方法，而是将Mg(OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
分析：本题重点考查从海水中提取金属镁的操作顺序，熟练掌握从镁离子制取金属镁的反应过程是解题的关键 。
11.下列材料中能使海水淡化的高分子材料是( )
A．生物高分子材料 B．高分子分离膜
C．液晶高分子材料 D．复合材料
答案：B
解析：
解答：使海水淡化是把海水中过多的阴阳离子除去，特别是Na＋、Mg2＋、Cl－等，使用高分子分离膜可以选择性透过某些离子而阻止某些离子通过，从而达到淡化目的。
分析：本题考查海水的淡化处理方法，熟练掌握高分子分离膜的作用是解题的关键 。
12.世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成石灰乳 ②在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤 ④在氯化氢热气流中干燥晶体 ⑤电解上述晶体的熔融物。下列说法不正确的是( )
A．镁元素在元素周期表中位于第3周期，ⅡA族
B．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
C．在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是抑制MgCl2水解
D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法
答案：D
解析：
解答：D项中操作的反应方程式是MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，即电解MgCl2溶液得不到镁。
分析：本题考查金属镁及其化合物的性质、电解原理的应用、常见离子的检验等，题目难度中等。
13.电解CuSO4溶液时，若要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解质溶液中Cu2＋浓度不变。则选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极
B．铁作阳极，铜作阴极
C．石墨作阳极，铂作阴极
D．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极
答案：A
解析：
解答：纯铜作阳极时，构成电镀池，电解液中Cu2＋浓度不变，若用粗铜作阳极时，溶液中Cu2＋浓度会略有减小。
分析：本题考查电解原理的应用、电解池的组成、电极的判断等，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
14.离子膜法制烧碱示意图如下图所示，有关说法正确的是 ( )。
A．a口进水
B．b口进精制饱和食盐水
C．c口出的是Cl－，是由b口进入的
D．d口出的是H2
答案：D
解析：
解答：a口进入的是精制饱和NaCl溶液；b口所进的是含少量NaOH的水；c口出的是淡盐水；d口出的是H2。
分析：本题考查离子交换膜和电解原理的应用，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键 。
15.在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－除去顺序不合理的是 ( )。
A．BaCl2、NaOH、Na2CO3
B．BaCl2、Na2CO3、NaOH
C．NaOH、BaCl2、Na2CO3
D．Na2CO3、BaCl2、NaOH
答案：D
解析：
解答：D选项加入BaCl2后，再加NaOH时不能将过多的钡离子除去，从而引入新的杂质。
分析：除杂原则是每一种试剂必须过量，不能引入杂质离子，或者引入的杂质离子利用后加试剂能除去。
16.海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )。
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
答案：C
解析：
解答：海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将机械能转化为电能，D错。
分析：本题考查海水资源及其综合利用，熟练掌握海水中资源的利用、化学物质的提取等是解题的关键 。
17.不属于海水提溴过程的是( )
A．氧化 B．蒸馏
C．吹出 D．吸收
答案：B
解析：
解答：海水提溴的过程主要包括氧化、吹出、吸收三部分。
分析：本题考查从海水中提取单质溴的方法，熟练掌握操作步骤是解题的关键 。
18.下列说法正确的是( )
A．电解饱和食盐水的工厂不可以生产盐酸
B．电解饱和食盐水在阴极区有NaOH固体生成
C．用离子交换膜法制烧碱不会对环境造成污染
D．氯碱工业产品可用于造纸、金属冶炼等行业
答案：D
解析：
解答：电解饱和食盐水可得到NaOH、H2、Cl2，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水可得盐酸，NaOH可用于造纸，H2还可以用于冶炼金属。离子交换膜法制烧碱在阴极区可得到NaOH溶液。
分析：本题考查电解原理的应用，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键 。
19.能使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑发生且Cu(OH)2能在电极上析出的是( )
A．铜片作原电池负极，碳棒为正极，NaCl溶液作电解质溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4水溶液
C．铜片作阴、阳极，电解NaOH水溶液
D．铜片作阴、阳极，电解CuSO4水溶液
答案：C
解析：
解答：该反应中铜失去电子变成Cu2＋；要使Cu(OH)2在电极上析出，则必定要求溶液中有大量OH－。
分析：本题考查电解池的组成和电极反应，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
20.用铂电极持续电解下列溶液(电流强度不变)，阳极上产生气体的量可能发生如右图所示变化的是( )
A．KI溶液 B．Na2SO4溶液
C．CuSO4溶液 D．NaCl溶液
答案：D
解析：
解答：分别电解KI溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液，在阳极上分别产生I2、O2、O2、Cl2。因最初有一部分O2溶于水，如产生O2，则前半段生成量应小于后半段，即曲线的斜率前小后大，曲线应为如下图所示形状。若生成Cl2，因后半段可能与NaOH反应掉一部分，导致题图所示现象。
分析：本题考查电解原理和电极反应产物的判断，掌握图像分析能力是解题的关键 。
二．非选择题
21.海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解，正确的生产步骤是________________。
答案：②④③①⑤
解析：
解答：从海水中提取镁：
①把海滩上的贝壳煅烧成石灰，将石灰制成石灰乳。
②把海水引入水渠，加石灰乳：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
③滤出氢氧化镁沉淀，加盐酸溶解：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
④将MgCl2溶液浓缩结晶后熔融电解：MgCl2Mg＋Cl2↑。
分析：本题考查从海水中提取金属镁的操作顺序，熟练掌握海水资源及其综合利用是解题的关键。
22.从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
（1）从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是
______________________________________。
答案：沉淀Mg2＋[或制取Mg(OH)2]
（2）石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是________________________________________________________________________________。
答案：贝壳
（3）电解熔融的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，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是(填写代号)：________。
A．H2 B．CO2
C．空气 D．O2
E．水蒸气
答案：A
解析：
解答：①Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子中，Mg2＋与石灰乳提供的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀。
②“充分利用当地海洋化学资源”，它暗示的是利用贝壳中的CaCO3生产生石灰。
③镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸汽应在还原性的氛围中冷却，题给物质中只有H2不和Mg反应。
分析：本题考查离子反应发生的条件、生石灰的制取原理、金属镁的性质等，题目难度不大，熟练掌握金属镁的化学性质是解题的关键 。
23.海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图：
请回答：
(1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为________。
A．蒸馏 B．灼烧
C．过滤 D．蒸发
E．冷却结晶
答案：D、E、C
(2)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是_______________________。
答案：在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解
(3)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是________。
A．隔膜的作用是防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反应
B．电解之前应除去Ca2＋、Mg2＋以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气
D．电解槽的阳极用金属铁网制成
答案：D
(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4，KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的________晶体。
答案：MgSO4、NaCl KCl
解析：
解答：(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。
(2)MgCl2·6H2O制无水氯化镁，如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到，应将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。
(3)隔膜法电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。
(4)将母液加热升温到60℃以上，由图象可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和氯化钠析出，然后将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出KCl晶体。
分析：本题考查考查知识点较多，涉及氯化镁晶体的制取、电解原理的应用、溶解度等，题目难度中等。
24.假如你是一位企业家，在开发海水资源的众多项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求回答相关问题：
材料1：下图为海水中各元素含量情况(mg/L)
材料2：部分化学试剂的市场价格
试剂 氢氧化钾 氢氧化钠 氢氧化钙 氧化钙
价格(元/吨) 5238.0 2300.00 1200.00 700.00
请回答下列问题：
(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案：
方案一：直接往海水中加入沉淀剂；
方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；
方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。
你认为方案________最合理。
不选方案________的理由是_________________________________________。
不选方案________的理由是__________________________________________。
答案：三|一|海水中镁浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料|二|要加热海水需大量的能源
(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为________。
答案：CaO|230∶49
(3)为了节省成本，你可考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由：________________________________________________________________________。
答案：贝壳中含碳酸钙，加热分解生成氧化钙可做沉淀剂，节省了成本
解析：
解答：(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。
(2)根据市场价格，CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀amol镁离子，需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为：(2a×40×2300)∶(a×56×700)＝230∶49。
(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。
分析：本题考查实验方案的设计和评价，实验方案的合理性需要从综合效益进行判断。
25.工业上的海水资源开发利用的部分工艺流程如下图所示：
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜共同允许通过的分子或离子是________，电解槽中的阳极材料为______________________________________。
答案：阳离子(或Na＋)|铂(或石墨)
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？________，原因是__________________________________________________。
答案：否|如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹有CaSO4沉淀，产品不纯
(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_________________________________________________。
答案：四氯化碳萃取溴工艺复杂，设备投资大，经济效益低，环境污染严重
解析：
解答：(1)工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许Na＋通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子是阳离子(或Na＋)，电解槽中用来做阳极的是铂或石墨。
(2)硫酸钙是微溶性的物质，如果先加入石灰水生成氢氧化镁沉淀，过量的Ca2＋会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。
(3)用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。
分析：本题以海水资源的综合利用为载体考查了化学化工生产与工艺的知识。
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人教版化学高二选修2第二单元课题2海水的综合利用同步练习
一、选择题
1.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
答案：D
解析：
解答：海水中氯、溴、碘是以离子形式存在，没有单质形式，钠、镁、铝也是以离子形式存在。
分析：本题考查不需要化学变化就能够从海水中获得的物质，熟练掌握由化合物制取单质的方法是解题的关键。
2.目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( )
A．硬水的软化 B．电解饱和食盐水制造NaOH
C．电渗析淡化海水 D．海水中提取NaCl
答案：D
解析：
解答：本题主要考查考生对硬水软化、电解饱和食盐水、电渗析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工业流程的了解，根据所学知识可以判断只有D即海水中提取NaCl没有直接使用离子交换技术。
分析：本题考查硬水的软化、海水的淡化、海水提取NaCl等操作方法，熟练掌握离子交换法是解题的关键 。
3.氯碱工业中关于电极材料的选用，下列说法合理的是( )
A．两极可用任意可导电固体材料 B．阳极必须用惰性电极
C．阴极必须用惰性电极 D．石墨阳极比金属阳极更节电
答案：B
解析：
解答：阳极必须用惰性电极，因为氯碱工业是利用直流电使溶液中的Cl－放电产生Cl2，若为活泼电极、电极本身失去电子，代替了Cl－放电。
分析：本题考查电解原理、电解池的电极材料和电极反应，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
4.电解饱和食盐水时两电极上产生气体的体积比应是1∶1，但实际测量时却发现V(H2)>V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是( )
A．H2的摩尔质量比Cl2的小 B．Cl2有刺激性气味
C．H2的熔沸点比Cl2的低 D．H2的溶解度比Cl2的小
答案：D
解析：
解答：由于H2难溶于水而Cl2能溶于水，故实测V(H2)>V(Cl2)。
分析：本题考查电解饱和食盐水的原理和现象，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
5.下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
答案：D
解析：
解答：本题主要考查化学原理在工业生产中的应用。在合成氨工业中，使氨冷却液化，降低NH3浓度，平衡向正反应方向移动可提高N2、H2的转化率，但其反应速率减慢，A项不正确；在硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了控制反应温度使催化剂保持最佳活性，B项不正确；电解饱和食盐水时阳极室产生Cl2，阴极室产生H2，显然C项不正确；由于粗铜中含有Fe、Zn等活泼金属，它们比Cu易失电子，而在它们失电子的同时，阴极仍有Cu析出，故D选项是正确的。
分析：本题主要考查化学原理在工业生产中的应用，题目难度中等。
6.电解饱和食盐水，当阴极附近有0.8mol氢氧化钠生成时，导线中通过的电子的物质的量是( )
A．0.16mol B．0.2mol
C．0.4mol D．0.8mol
答案：D
解析：
解答：由H2OH＋＋OH－知每有1molH＋放电，就会生成1molOH－，而1molH＋放电需要转移1mole－，故有0.8molNaOH生成，导线中就有0.8mole－通过。
分析：本题考查电解原理的应用、电解过程中电子转移方数目等。
7.从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤，在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是( )
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应
D．第④步电解时阴极产生氯气
答案：D
解析：
解答：电解MgCl2时在阳极上产生Cl2。
分析：本题考查海水资源及其综合利用，从海水中提取金属镁的操作步骤，熟练掌握基本操作是解题的关键 。
8.用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，不宜加入的物质是( )
A．Na2SO4 B．NaNO3
C．KOH D．CuSO4
答案：D
解析：
解答：加入CuSO4，电解时在阴极上会产生Cu，故不能加入。其他三种加入后还是产生H2、O2。
分析：本题考查电解原理的应用，熟练掌握在水溶液中的离子的放电顺序是解题的关键 。
9.下列说法不正确的是( )
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法
B．海水中溶解的主要无机盐有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体
D．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产
答案：D
解析：
解答：A项中涉及海水淡化的几种主要方法，正确。B项中海水含有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等，因此可以从海水中得到NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等物质。C项中海水淡化的同时，得到了含盐较多的卤水，为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等提供了较好的原料，可以降低成本，C项正确。D项中最初海水淡化能耗大，成本高，但随着技术的进步，使用规模的扩大，成本已大大降低，故错误。
分析：本题考查海水资源及其综合利用、海水淡化以及海水工业，熟练掌握海水资源及其综合利用是解题的关键 。
10.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解，正确的生产顺序是( )
A．①②③④⑤ B．⑤④③①②
C．②④③①⑤ D．③④②①⑤
答案：C
解析：
解答：海水中含有Mg2＋，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁？根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2＋的熔融化合物。若直接加热Mg(OH)2，则Mg(OH)2发生分解生成MgO：Mg(OH)2MgO＋H2O，MgO熔点高，很难熔融；工业上不采用电解熔融MgO的方法，而是将Mg(OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
分析：本题重点考查从海水中提取金属镁的操作顺序，熟练掌握从镁离子制取金属镁的反应过程是解题的关键 。
11.下列材料中能使海水淡化的高分子材料是( )
A．生物高分子材料 B．高分子分离膜
C．液晶高分子材料 D．复合材料
答案：B
解析：
解答：使海水淡化是把海水中过多的阴阳离子除去，特别是Na＋、Mg2＋、Cl－等，使用高分子分离膜可以选择性透过某些离子而阻止某些离子通过，从而达到淡化目的。
分析：本题考查海水的淡化处理方法，熟练掌握高分子分离膜的作用是解题的关键 。
12.世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成石灰乳 ②在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤 ④在氯化氢热气流中干燥晶体 ⑤电解上述晶体的熔融物。下列说法不正确的是( )
A．镁元素在元素周期表中位于第3周期，ⅡA族
B．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
C．在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是抑制MgCl2水解
D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法
答案：D
解析：
解答：D项中操作的反应方程式是MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，即电解MgCl2溶液得不到镁。
分析：本题考查金属镁及其化合物的性质、电解原理的应用、常见离子的检验等，题目难度中等。
13.电解CuSO4溶液时，若要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解质溶液中Cu2＋浓度不变。则选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极
B．铁作阳极，铜作阴极
C．石墨作阳极，铂作阴极
D．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极
答案：A
解析：
解答：纯铜作阳极时，构成电镀池，电解液中Cu2＋浓度不变，若用粗铜作阳极时，溶液中Cu2＋浓度会略有减小。
分析：本题考查电解原理的应用、电解池的组成、电极的判断等，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
14.离子膜法制烧碱示意图如下图所示，有关说法正确的是 ( )。
A．a口进水
B．b口进精制饱和食盐水
C．c口出的是Cl－，是由b口进入的
D．d口出的是H2
答案：D
解析：
解答：a口进入的是精制饱和NaCl溶液；b口所进的是含少量NaOH的水；c口出的是淡盐水；d口出的是H2。
分析：本题考查离子交换膜和电解原理的应用，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键 。
15.在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－除去顺序不合理的是 ( )。
A．BaCl2、NaOH、Na2CO3
B．BaCl2、Na2CO3、NaOH
C．NaOH、BaCl2、Na2CO3
D．Na2CO3、BaCl2、NaOH
答案：D
解析：
解答：D选项加入BaCl2后，再加NaOH时不能将过多的钡离子除去，从而引入新的杂质。
分析：除杂原则是每一种试剂必须过量，不能引入杂质离子，或者引入的杂质离子利用后加试剂能除去。
16.海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )。
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
答案：C
解析：
解答：海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将机械能转化为电能，D错。
分析：本题考查海水资源及其综合利用，熟练掌握海水中资源的利用、化学物质的提取等是解题的关键 。
17.不属于海水提溴过程的是( )
A．氧化 B．蒸馏
C．吹出 D．吸收
答案：B
解析：
解答：海水提溴的过程主要包括氧化、吹出、吸收三部分。
分析：本题考查从海水中提取单质溴的方法，熟练掌握操作步骤是解题的关键 。
18.下列说法正确的是( )
A．电解饱和食盐水的工厂不可以生产盐酸
B．电解饱和食盐水在阴极区有NaOH固体生成
C．用离子交换膜法制烧碱不会对环境造成污染
D．氯碱工业产品可用于造纸、金属冶炼等行业
答案：D
解析：
解答：电解饱和食盐水可得到NaOH、H2、Cl2，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水可得盐酸，NaOH可用于造纸，H2还可以用于冶炼金属。离子交换膜法制烧碱在阴极区可得到NaOH溶液。
分析：本题考查电解原理的应用，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键 。
19.能使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑发生且Cu(OH)2能在电极上析出的是( )
A．铜片作原电池负极，碳棒为正极，NaCl溶液作电解质溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4水溶液
C．铜片作阴、阳极，电解NaOH水溶液
D．铜片作阴、阳极，电解CuSO4水溶液
答案：C
解析：
解答：该反应中铜失去电子变成Cu2＋；要使Cu(OH)2在电极上析出，则必定要求溶液中有大量OH－。
分析：本题考查电解池的组成和电极反应，熟练掌握电解原理是解题的关键 。
20.用铂电极持续电解下列溶液(电流强度不变)，阳极上产生气体的量可能发生如右图所示变化的是( )
A．KI溶液 B．Na2SO4溶液
C．CuSO4溶液 D．NaCl溶液
答案：D
解析：
解答：分别电解KI溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液，在阳极上分别产生I2、O2、O2、Cl2。因最初有一部分O2溶于水，如产生O2，则前半段生成量应小于后半段，即曲线的斜率前小后大，曲线应为如下图所示形状。若生成Cl2，因后半段可能与NaOH反应掉一部分，导致题图所示现象。
分析：本题考查电解原理和电极反应产物的判断，掌握图像分析能力是解题的关键 。
二．非选择题
21.海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解，正确的生产步骤是________________。
答案：②④③①⑤
解析：
解答：从海水中提取镁：
①把海滩上的贝壳煅烧成石灰，将石灰制成石灰乳。
②把海水引入水渠，加石灰乳：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
③滤出氢氧化镁沉淀，加盐酸溶解：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
④将MgCl2溶液浓缩结晶后熔融电解：MgCl2Mg＋Cl2↑。
分析：本题考查从海水中提取金属镁的操作顺序，熟练掌握海水资源及其综合利用是解题的关键。
22.从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
（1）从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是
______________________________________。
答案：沉淀Mg2＋[或制取Mg(OH)2]
（2）石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是________________________________________________________________________________。
答案：贝壳
（3）电解熔融的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，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是(填写代号)：________。
A．H2 B．CO2
C．空气 D．O2
E．水蒸气
答案：A
解析：
解答：①Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子中，Mg2＋与石灰乳提供的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀。
②“充分利用当地海洋化学资源”，它暗示的是利用贝壳中的CaCO3生产生石灰。
③镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸汽应在还原性的氛围中冷却，题给物质中只有H2不和Mg反应。
分析：本题考查离子反应发生的条件、生石灰的制取原理、金属镁的性质等，题目难度不大，熟练掌握金属镁的化学性质是解题的关键 。
23.海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图：
请回答：
(1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为________。
A．蒸馏 B．灼烧
C．过滤 D．蒸发
E．冷却结晶
答案：D、E、C
(2)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是_______________________。
答案：在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解
(3)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是________。
A．隔膜的作用是防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反应
B．电解之前应除去Ca2＋、Mg2＋以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气
D．电解槽的阳极用金属铁网制成
答案：D
(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4，KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的________晶体。
答案：MgSO4、NaCl KCl
解析：
解答：(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。
(2)MgCl2·6H2O制无水氯化镁，如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到，应将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。
(3)隔膜法电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。
(4)将母液加热升温到60℃以上，由图象可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和氯化钠析出，然后将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出KCl晶体。
分析：本题考查考查知识点较多，涉及氯化镁晶体的制取、电解原理的应用、溶解度等，题目难度中等。
24.假如你是一位企业家，在开发海水资源的众多项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求回答相关问题：
材料1：下图为海水中各元素含量情况(mg/L)
材料2：部分化学试剂的市场价格
试剂 氢氧化钾 氢氧化钠 氢氧化钙 氧化钙
价格(元/吨) 5238.0 2300.00 1200.00 700.00
请回答下列问题：
(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案：
方案一：直接往海水中加入沉淀剂；
方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；
方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。
你认为方案________最合理。
不选方案________的理由是_________________________________________。
不选方案________的理由是__________________________________________。
答案：三|一|海水中镁浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料|二|要加热海水需大量的能源
(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为________。
答案：CaO|230∶49
(3)为了节省成本，你可考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由：________________________________________________________________________。
答案：贝壳中含碳酸钙，加热分解生成氧化钙可做沉淀剂，节省了成本
解析：
解答：(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。
(2)根据市场价格，CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀amol镁离子，需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为：(2a×40×2300)∶(a×56×700)＝230∶49。
(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。
分析：本题考查实验方案的设计和评价，实验方案的合理性需要从综合效益进行判断。
25.工业上的海水资源开发利用的部分工艺流程如下图所示：
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜共同允许通过的分子或离子是________，电解槽中的阳极材料为______________________________________。
答案：阳离子(或Na＋)|铂(或石墨)
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？________，原因是__________________________________________________。
答案：否|如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹有CaSO4沉淀，产品不纯
(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_________________________________________________。
答案：四氯化碳萃取溴工艺复杂，设备投资大，经济效益低，环境污染严重
解析：
解答：(1)工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许Na＋通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子是阳离子(或Na＋)，电解槽中用来做阳极的是铂或石墨。
(2)硫酸钙是微溶性的物质，如果先加入石灰水生成氢氧化镁沉淀，过量的Ca2＋会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。
(3)用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。
分析：本题以海水资源的综合利用为载体考查了化学化工生产与工艺的知识。
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