第8章　化学与可持续发展 分层作业21　海水资源的开发利用　煤、石油和天然气的综合利用--2025人教版（含答案）化学必修第二册同步练习题

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2025人教版化学必修第二册
分层作业21　海水资源的开发利用　煤、石油和天然气的综合利用
A 级　必备知识基础练
题组1.海水资源的开发利用
1.(2024·河南开封高一期末)海水中蕴藏着丰富的资源,下列有关海水资源的开发利用,说法正确的是(　　)
A.海水蒸发获得的粗盐可直接食用
B.海水提镁中可用澄清石灰水作为沉淀剂
C.海水淡化的方法有“电渗析法”和“蒸馏法”
D.可采用蒸馏法提取海带中的碘元素
2.(2024·四川南充高一期末)有关海水资源的开发利用中,各工业体系的某项操作叙述错误的是(　　)
选项 工业体系 操作
A 镁工业:制备单质镁 将提纯得到的MgO加热熔融、电解得单质镁
B 溴工业:制备单质溴 用SO2作吸收剂将Br2转化为HBr达到富集的目的
C 淡水工业:制备蒸馏水 用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水
D 氯碱工业:制备含氯消毒剂 用得到的Cl2和石灰乳反应制漂白粉
3.(2024·湖南岳阳高一期末)空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2
B.步骤③说明Br2具有挥发性
C.步骤②中氧化0.3 mol Br-理论上消耗3.36 L氯气
D.步骤④⑤是为了富集溴
4.(教材改编题)海带提碘过程中以CCl4为溶剂将I2从碘水溶液中提取出来,通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。
下列说法错误的是(　　)
A.反应1的目的是将富集在四氯化碳中的碘单质利用化学转化法重新富集在水溶液中
B.操作1需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯和玻璃棒
C.反应2的离子方程式为5I-+I+6H+3I2+3H2O
D.操作2的名称为过滤
5.(2024·河南信阳高一期末)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.工业溴中的少量Cl2,可用NaOH溶液除去
B.步骤②脱水时发生的是物理变化
C.在步骤③中,用SO2水溶液吸收Br2后,溶液的酸性增强
D.向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2,工业上常用电解MgCl2溶液的方法来制取镁
题组2.煤、石油和天然气的综合利用
6.(2024·福建南平高一期中)下列说法正确的是(　　)
A.裂化汽油不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化
C.蒸馏石油实验中温度计的水银球应伸入液面下
D.石油裂解是工业上生产乙烯的主要方法
7.(2024·山东济南高一期末)煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物
C.②是放热的过程
D.B为CH3OH时,反应③的原子利用率可达到100%(原子利用率=×100%)
8.(2024·黑龙江双鸭山高一期末)有关煤、石油和天然气的综合利用,下列说法正确的是(　　)
A.石油是多种碳氢化合物组成的混合物
B.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
C.石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量
D.石油的分馏、煤的干馏是物理变化,煤的气化和煤的液化是化学变化
9.(2024·河北唐山高一期末)关于化石燃料的综合利用,下列说法正确的是(　　)
A.煤的干馏就是将煤中的苯、二甲苯等重要化工原料提取出来
B.煤的气化属于物理变化,煤的液化属于化学变化
C.石油裂解是工业生产乙烯的主要方法
D.石油分馏可获得乙烯、丙烯、丁二烯等
10.(2024·福建泉州高一期中)为了方便和环保,煤应该综合利用,干馏是较易实现煤的综合利用的成熟方式。如下叙述不正确的是(　　)
A.煤的干馏属于化学变化,由粗苯获得甲苯属于物理变化
B.煤的主要成分是炭和苯等
C.粗氨水可以用于制化肥
D.焦炭可用于炼铁
B 级　关键能力提升练
11.(2024·福建漳州高一期末)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。如图是从海带中提取碘的工业生产过程,有关说法错误的是(　　)
A.生产过程中通常将干海带粉碎的目的是增大海带与水的接触面积
B.干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验
C.工业上不直接从海水提取碘的原因是海水中碘的浓度很低
D.从海带中提碘的过程利用了氧化还原反应原理
12.(2024·浙江宁波高一期末)用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-的形式存在)的工艺流程如下,下列说法不正确的是(　　)
A.经①和④所得溶液中,c(I-)后者大于前者
B.④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂
C.若②和⑤中分别得到等量I2,则消耗的n(Cl2)∶n(KClO3)=5∶2
D.由⑥得到碘产品的过程,主要发生的是物理变化
13.(2024·河南郑州十校高一期中)某课外小组在实验室模拟工业上从浓缩海水中提取溴的工艺流程,设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　)
A.A装置中通入的a气体是Cl2
B.实验时应在A装置中通入a气体一段时间后,停止通入a气体,改通入热空气
C.B装置中通入b气体后发生的反应为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr
D.C装置的作用只是吸收多余的SO2气体
14.(2024·河北保定高一期末)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.操作①中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
B.可以用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液
C.操作③反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++S+2Br-
D.除去粗盐溶液中的Ca2+、Mg2+、S,应依次加入NaOH溶液、BaCl2溶液和Na2CO3溶液
C 级　学科素养拔高练
15.(2024·江苏无锡高一期末)海水化学资源的开发利用具有非常广阔的前景,从海水中可制取含钠、溴等元素的化工产品。以精盐、氨气、二氧化碳为原料制取的碳酸钠是一种重要的无机化工原料,广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。开发利用海水化学资源的部分过程如图所示。
下列关于开发利用海水化学资源部分过程的说法正确的是(　　)
A.①的操作是先通入足量的NH3
B.SO2的水溶液能导电,所以SO2属于电解质
C.鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液可以用澄清石灰水
D.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,除杂时加入除杂试剂的顺序依次是Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液
16.(2024·江西上饶高一期末)中国沿海某城市采用反渗透法将海水淡化,得到淡水可供市民使用,剩余母液继续加工获得其他产品。某实验小组同学模拟工业生产流程,进行如下实验。
回答下列问题:
(1)海水淡化的方法还有　　　　　　　　　(写出一种)。
(2)制取Br2时第一次通入Cl2时发生反应的离子方程式是　　　　　　　　。
(3)吸收塔中反应的离子方程式是 　　　　　　　　。
(4)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)溶液。
(5)加入试剂②后反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)步骤①包括蒸发、冷却、结晶、　　　　　　　　　　　　　　　。
(7)若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的方法是　　　　　　　　　。
(8)通电时无水MgCl2在熔融状态下反应的化学方程式是　　　　　　　　。
(9)写出钛铁矿在高温下经氧化得到四氯化钛的化学方程式: 　　　　　　　　。
(10)由TiCl4→Ti需要在氩气中进行的理由是 　　　　　　　　。
反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于　　　　 ℃即可。
物质 TiCl4 Mg MgCl2 Ti
熔点/℃ -25.0 648.8 714 1 667
沸点/℃ 136.4 1 090 1 412 3 287
答案：
1.C　解析 海水蒸发获得的粗盐含有杂质,需要精制后才能食用,A错误;澄清石灰水中氢氧化钙浓度太小,海水提镁中应该使用石灰乳作为沉淀剂,B错误;海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等,C正确;海带中的碘元素需要经过氧化剂氧化成I2之后,用四氯化碳萃取I2,分液后再蒸馏,D错误。
2.A　解析 镁是活泼金属,在工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,而不是电解熔融氧化镁冶炼,因为氧化镁的熔点高,反应过程耗能多,A错误;工业上制备单质溴,先是用氯气将海水中的溴转化为单质溴,然后用SO2作吸收剂将Br2转化为HBr达到富集的目的,最后再用氯气氧化HBr,B正确;工业上制备蒸馏水,可以利用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水,便于节约能量,C正确;氯碱工业可以制备氢气、烧碱和氯气,用电解得到的Cl2与石灰乳反应得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉,D正确。
3.C　解析 Na2SO3具有强还原性,可被溴氧化,从而能吸收溴,故步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2,A正确;可用空气吹出Br2,则步骤③说明Br2具有挥发性,B正确;温度和压强未知,无法判断氯气的体积,C错误;步骤③已将Br2吹出,步骤④又重新用SO2的水溶液吸收Br2,步骤⑤再用氯气将HBr氧化为Br2,故步骤④⑤的目的是提高溴的含量,即富集溴,D正确。
4.B　解析 单质碘可以和氢氧化钠溶液反应生成碘化钠和碘酸钠,可以溶解在水中,A正确;通过操作1分为上层和下层,则操作1为分液,需要的仪器有分液漏斗、烧杯,B错误;反应2中碘离子和碘酸根离子在酸性条件下反应生成单质碘,该反应的离子方程式为5I-+I+6H+3I2+3H2O,C正确;操作2为从含碘的悬浊液中得到单质碘,应该用过滤的方法,D正确。
5.C　解析 NaOH溶液与Br2、Cl2均能反应,不能用NaOH溶液除去Br2中的Cl2,A错误;氯化镁易水解,直接加热MgCl2·6H2O生成氢氧化镁,再灼烧生成氧化镁,步骤②脱水时,由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2发生了化学变化,B错误;步骤③中SO2水溶液吸收Br2,发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,溶液的酸性增强,pH减小,C正确;工业上通过电解熔融氯化镁来制取镁单质,D错误。
6.D　解析 裂化汽油中含有烯烃,能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;石油的分馏是物理变化,裂化、裂解都属于化学变化,B错误;蒸馏石油实验中温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,不能伸入液面下,C错误;石油裂解可获得乙烯、丙烯等基础化工原料,D正确。
7.D　解析 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,煤在空气中加热时会与O2反应生成CO2,A错误;煤通过干馏可得到苯、甲苯、二甲苯等有机化合物,B错误;反应②是碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,该反应是吸热反应,C错误;利用CO和H2合成CH3OH的反应为CO+2H2CH3OH,理论上反应物中的原子可全部转化到生成物中,故原子利用率可达到100%,D正确。
8.A　解析 石油是多种碳氢化合物组成的混合物,A正确;水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料,B错误;石油裂解的目的主要是获得短链不饱和烃,石油裂化的目的是提高轻质油的产量和质量,C错误;石油的分馏过程中没有新物质生成,属于物理变化,煤的干馏、煤的气化和煤的液化过程中均产生新物质,均是化学变化,D错误。
9.C　解析 煤中不含苯、二甲苯等有机化合物,煤的干馏是通过化学反应得到煤焦油、煤气和焦炭等化工产品,其中煤焦油中含苯、二甲苯等有机化合物,A错误;煤的气化是将煤转化为CO、H2等可燃性气体的过程,属于化学变化,B错误;石油裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等低碳原子数的烃,是工业生产乙烯的主要方法,C正确;石油分馏可获得石油气、汽油、煤油等产品,不能获得乙烯、丙烯、丁二烯等,D错误。
10.B　解析 煤的干馏是化学变化,粗苯中含苯、甲苯、二甲苯,通过蒸馏即可获得甲苯,该过程无新物质生成,是物理变化,A正确;煤中不含苯,B错误;粗氨水中含有氮元素,可以用于制氮肥,C正确;焦炭可以做还原剂,可用于炼铁,D正确。
11.B　解析 将干海带粉碎的目的是增加海带与水的接触面积,有利于海带中的含碘物质充分溶于水中,A正确;淀粉遇到碘单质变蓝,淀粉与碘离子不发生颜色反应,所以不能用淀粉检验碘离子,B错误;海水中的含碘物质的浓度很低,不能直接提取,应浓缩后再提取,C正确;碘离子转化为碘单质的反应属于氧化还原反应,D正确。
12.C　解析 从①到④的过程起到富集碘元素的作用,④所得溶液中c(I-)大于①溶液中的c(I-),A正确;④是用亚硫酸钠作还原剂将高分子树脂吸附的碘单质还原为碘离子,使碘元素以离子的形式脱离树脂进入溶液中,B正确;②是用Cl2将碘离子氧化为I2,氯元素化合价从0价降低为-1价,1 mol Cl2可得到2 mol电子,⑤是用KClO3将碘离子氧化为I2,氯元素化合价从+5价降低为-1价,1 mol KClO3可得到6 mol电子,所以,若②和⑤中分别得到等量I2,消耗的Cl2与KClO3的物质的量之比为6∶2=3∶1,C错误;步骤⑥采用升华的方法提取纯净的碘,发生的变化是物理变化,D正确。
13.D　解析 A装置中通入的a气体是Cl2,Cl2将溴离子氧化为溴单质,然后利用热空气将Br2吹出,A正确;实验时应在A装置中通入a气体将溴离子氧化为溴单质,一段时间后,停止通入a气体,改通入热空气将溴吹出,B正确;B装置中通入b气体(SO2)将溴单质吸收,发生的反应为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,C正确;C装置的作用是吸收多余的SO2、Cl2等,D错误。
14.B　解析 漂白液的有效成分为NaClO,制取漂白液时反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,A正确;Na2CO3、NaHCO3与澄清石灰水反应时都产生CaCO3白色沉淀,故不能用澄清石灰水鉴别二者,B错误;操作③反应中,Br2将SO2氧化为硫酸而自身被还原为HBr(为强酸),离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++S+2Br-,C正确;除去粗盐溶液中的Ca2+、Mg2+、S,加入BaCl2溶液会引入Ba2+,碳酸钠溶液应在氯化钡溶液之后加入,以除去溶液中的Ca2+和过量的Ba2+,D正确。
15.A　解析 为了增大二氧化碳的溶解度,先通入足量氨气,A正确;二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸部分电离出阴、阳离子,溶液可导电,而二氧化硫自身不能电离出离子,所以二氧化硫属于非电解质,B错误;NaHCO3和Na2CO3溶液都能使澄清石灰水变浑浊,不能鉴别,C错误;除去粗盐中的杂质离子时应先加BaCl2溶液,再加Na2CO3溶液,D错误。
16.答案 (1)蒸馏法(或电渗析法)
(2)Cl2+2Br-Br2+2Cl-
(3)SO2+Br2+2H2O2Br-+4H++S
(4)NaOH
(5)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
(6)过滤
(7)焰色试验
(8)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(9)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO
(10)可以防止钛、镁被氧化　1 412
解析 (1)目前海水淡化的方法有多种,如蒸馏法、电渗析法、反渗透法等,其中最常用的是蒸馏法。
(2)制取Br2时第一次通入Cl2时是氯化过程,氯气将混合溶液中的Br-氧化成Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。
(3)向吸收塔中通入SO2进行溴元素的富集,反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O2Br-+4H++S。
(4)使MgSO4转化为Mg(OH)2,应选择碱,则试剂①为NaOH溶液。
(5)氢氧化镁与试剂②反应得到氯化镁,则试剂②必是盐酸,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。
(6)要从氯化镁溶液中得到含结晶水的氯化镁,就需要通过蒸发、冷却、结晶和过滤把固体从溶液中分离出来。
(7)MgCl2和NaCl的阳离子不同,若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的验证方法是焰色试验。
(8)电解熔融状态的无水氯化镁可以得到氯气和镁单质,反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(9)从题图可知氧化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2,生成物为FeCl3、TiCl4,再根据得失电子守恒和原子守恒即可得出该反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO。
(10)在氩气中进行可以防止钛、镁被氧化;由题表数据可知,可以控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气,Ti不熔化,从而分离得到Ti,故温度需略高于1 412 ℃。
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