第三单元 海洋化学资源的综合利用
基础过关练
题组一 粗盐的提纯
1.实验室用Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液等试剂除去粗盐中含有的Ca2+、Mg2+、S,下列有关粗盐提纯的说法正确的是( )
A.除去粗盐中的泥沙,所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
B.除杂质离子时,加BaCl2溶液之前加入Na2CO3溶液
C.加入NaOH溶液的主要目的是除去溶液中的Ca2+
D.每加入一种除杂试剂,必须过滤除去产生的沉淀后,再向滤液中加入另一种除杂试剂
2.氯化钠(NaCl)是生活中常用的化学品,也是重要的化工生产原料。粗盐中一般含有CaCl2、MgCl2、CaSO4和MgSO4杂质。粗盐制精盐的过程如下:
下列说法错误的是( )
A.试剂Ⅰ是足量Ba(NO3)2溶液
B.操作a所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C.试剂Ⅱ为碳酸钠溶液,其作用为除去溶液中的CaCl2和过量的试剂Ⅰ
D.用pH试纸检验溶液B,可发现溶液B显碱性
题组二 溴、碘的提取
3.从海带中提取碘的工业生产过程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.浸泡时,干海带中所含的碘离子进入水中
B.氧化时可选用H2O2作氧化剂,发生的反应为2I-+H2O2+2H+ I2+2H2O
C.若滤液经氧化后有少量紫黑色固体析出,说明碘单质在水中溶解度较小
D.工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的总储量很少
4.从海水中提取溴的工业流程如下所示,下列说法正确的是( )
A.卤水中氯化钠的浓度比海水中的小
B.步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式为Br-+Cl2 Br2+Cl-
C.步骤Ⅱ中通入热空气吹出Br2,利用了溴的挥发性
D.步骤Ⅲ涉及的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
题组三 从海水中提取镁
5.(教材习题改编)海水中富含MgCl2,利用下列流程可制取金属镁。在整个流程中没有涉及的化学反应类型是 ( )
A.化合反应 B.置换反应
C.复分解反应 D.分解反应
能力提升练
题组 海洋化学资源的综合利用
1.海水提溴常用“空气吹出法”,其部分流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.“酸化”的目的是抑制氯气、溴与水反应
B.“吹出”步骤利用了溴的挥发性
C.“吸收”所得溶液中大量存在的微粒有Cl-、Br-、S
D.“氧化Ⅱ”产生可循环使用的物质X为H2SO4
2.海水综合利用的工艺流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.过程①的提纯是物理变化
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D.工业上采用向母液中加入烧碱的方法获得氢氧化镁
3.粗盐中含有泥沙以及Ca2+、Mg2+、S等杂质,其提纯一般经过以下流程:
下列说法不正确的是( )
A.步骤⑥获得精盐的操作方法是蒸发结晶
B.过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C.加盐酸调溶液pH的目的只是除去过量的OH-
D.试剂a、b、c可依次为过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
4.海洋面积约占地球表面积的71%,对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的S
B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br-+Cl2 2Cl-+Br2
C.试剂1可以选用石灰乳
D.工业上,通常用电解氯化镁溶液的方法来冶炼金属镁
5.某工厂对海水提纯后的母液(苦卤)进行再次资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.步骤①中可用热空气对Br2进行富集
B.可以用NaBr溶液除去工业Br2中微量的Cl2
C.将MgCl2溶液直接蒸干,可得到MgCl2
D.步骤②通入Cl2可制得Br2,说明Cl2的氧化性强于Br2
6.海水资源的利用具有非常广阔的前景。海水综合利用联合工业体系的简图如下所示,回答下列问题。
Ⅰ.海水淡化
(1)人类可以从海水中获得淡水,以解决水资源危机。海水淡化的方法有 (写出一种即可)。
Ⅱ.海水制盐
(2)过程ⅰ采用的操作是 ;用到的玻璃仪器有 。
(3)粗盐中可溶性的杂质离子有S、Mg2+、Ca2+。要除去这些杂质离子得到精盐,过程ⅱ依次加入的试剂顺序可选择 (填字母),其中Na2CO3溶液的作用是 。
a.NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸
b.BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸
c.NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、盐酸
d.BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、盐酸
Ⅲ.海水提溴
(4)工业上从海水中提取溴单质,步骤④中SO2作 剂。
(5)经过步骤①②已获得含Br2的海水,不直接用含Br2的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“热空气吹出Br2、SO2水溶液吸收、通入氯气”后再蒸馏,其目的是 。
Ⅳ.海水提镁
(6)写出Mg(OH)2与盐酸反应的离子方程式: 。
(7)由MgCl2冶炼Mg的化学方程式为 。
7.海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计了如下流程:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧干海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是 (填字母)。
A.烧杯 B.坩埚
C.表面皿 D.泥三角
E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是 ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘同时回收苯,该步骤的实验操作名称是 。
(3)步骤④反应的离子方程式是 。
(4)步骤⑤中,该研究性学习小组选择用苯来提取碘的理由是 。
(5)请用一种简单方法来检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘: 。
答案与分层梯度式解析
第三单元 海洋化学资源的综合利用
基础过关练
1.A 先加水溶解,然后过滤,除去粗盐中的泥沙,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,A正确;用碳酸钠溶液除去Ca2+及过量Ba2+,加BaCl2溶液后再加Na2CO3溶液,B错误;加NaOH溶液的目的是除去Mg2+,C错误;可产生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3沉淀后,一次性过滤,再加入稀盐酸,除去过量的NaOH和Na2CO3,D错误。
2.A 粗盐中存在不溶于水的泥沙和可溶于水的CaCl2、MgCl2、CaSO4和MgSO4等杂质,粗盐溶于水过滤除去泥沙,溶液A中依次加入过量BaCl2溶液、过量NaOH溶液、过量Na2CO3溶液,分别除去S、Mg2+、Ba2+和Ca2+,过滤后所得溶液B的主要溶质为NaOH、Na2CO3、NaCl,向其中加入适量盐酸,再经蒸发结晶可得到精盐。加入试剂Ⅰ的目的是除去S,为了不引入新的杂质应该选用BaCl2,若选用Ba(NO3)2会引入N,A错误;操作a为过滤,所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,B正确;试剂Ⅱ为Na2CO3溶液,用于除去溶液中的钙离子和过量的钡离子,C正确;由以上分析可知,溶液B显碱性,D正确。
3.D 干海带中含有I-,浸泡时碘离子进入水中,A正确;氧化时可选用H2O2作氧化剂,在酸性条件下I-与H2O2发生反应:2I-+H2O2+2H+ I2+2H2O,B正确;滤液经氧化后生成碘单质,若滤液经氧化后有少量紫黑色固体析出,说明碘单质在水中溶解度较小,C正确;海水中碘的总储量很大,工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的浓度很低,D错误。
4.C 卤水中氯化钠达到饱和,卤水中氯化钠的浓度比海水中的大,A项错误;步骤Ⅰ中Cl2和Br-发生反应:2Br-+Cl2 Br2+2Cl-,B项错误;溴单质具有挥发性,通入热空气吹出,并用纯碱溶液吸收,C项正确;用硫酸酸化,Br-和Br反应得到溴单质,离子方程式为5Br-+Br+6H+ 3Br2+3H2O,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,D项错误(易错点)
5.B 石灰石 生石灰 熟石灰涉及反应:CaCO3 CaO+CO2↑、CaO+H2O Ca(OH)2,分别属于分解反应、化合反应;在浓缩的海水中加入熟石灰,涉及反应:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,属于复分解反应;Mg(OH)2转化为MgCl2,涉及反应:Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O,MgCl2·6H2O MgCl2+6H2O,分别属于复分解反应、分解反应;电解熔融MgCl2得到金属镁和Cl2,涉及反应:MgCl2 Mg+Cl2↑,属于分解反应;整个过程没有涉及置换反应,B符合题意。
能力提升练
1.C “氧化Ⅰ”时Cl2将溶液中的Br-氧化为Br2,Br2与H2O反应生成HBr、HBrO,该反应是可逆反应,向该溶液中加入稀硫酸,增大溶液中H+浓度,有利于生成Cl2、Br2,从而可节约Cl2,同时抑制Br2与H2O的反应,A项正确。由于Br2沸点低,加热易挥发,所以吹出步骤可以将Cl2置换出的Br2吹出,B项正确。吸收过程发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O 4H++2Br-+S,“吸收”所得溶液中不存在大量的Cl-,C项错误。“氧化Ⅱ”产生可循环使用的物质X为H2SO4,D正确。
2.C 粗盐中含有Mg2+、Ca2+和S等杂质离子,加入沉淀剂,使上述离子转化为沉淀,再经一系列操作得到精盐,过程①的提纯包括化学变化和物理变化,A错误;直接灼烧MgCl2·6H2O,得不到无水MgCl2,B错误;过程⑤中,Br2与SO2水溶液反应:SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,HBr和H2SO4都是强酸,会对设备造成腐蚀,所以需解决其对设备的腐蚀问题,C正确;工业上采用向母液中加入石灰乳的方法获得Mg(OH)2,烧碱价格高,D错误。
3.C 步骤⑥为从溶液中获得NaCl晶体的过程,操作方法为蒸发结晶,A正确;过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,B正确;加盐酸调溶液pH的目的是除去过量的OH-和C,C错误;粗盐中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,Na2CO3一定在BaCl2之后加入,加入Na2CO3除去Ca2+及过量Ba2+(破题关键),a、b、c可依次为过量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,D正确。
4.D Ba2+和S反应生成难溶性的BaSO4,且Cl-不是杂质离子,A正确;氯气能将Br-氧化为溴单质,B正确;煅烧贝壳得到CaO,将CaO溶于水得到石灰乳,石灰乳和Mg2+反应生成Mg(OH)2,石灰乳廉价且原料来源广泛,C正确;工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁,D错误。
5.C Br2易挥发,可用热空气吹出Br2进行富集,A正确;Cl2可将Br-氧化得到Br2,符合除杂的原则,B正确;应将MgCl2溶液蒸发、结晶得到MgCl2·6H2O,再在HCl气氛下脱水得到MgCl2,C错误;在同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,通入Cl2,氧化Br-可制得Br2,则氧化性:Cl2>Br2,D正确。
6.答案 (1)蒸馏法(答案合理即可)
(2)过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)abd 除去Ca2+及过量的Ba2+
(4)还原
(5)富集Br2
(6)Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O
(7)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
解析 (1)海水淡化可以采用蒸馏法、离子交换法、电渗析法等。
(2)先加水溶解粗盐,然后过滤除去粗盐中难溶性杂质,过程ⅰ采用的操作是过滤;过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。
(3)粗盐中可溶性的杂质离子有S、Mg2+、Ca2+。用BaCl2溶液除S,用NaOH溶液除Mg2+,用Na2CO3溶液除Ca2+和过量的Ba2+,用盐酸除过量的NaOH和Na2CO3,其中Na2CO3溶液的作用是除去Ca2+及过量的Ba2+。
(4)从海水中提取溴单质,步骤④中用SO2水溶液吸收溴蒸气,化学方程式为SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,SO2中S元素化合价升高,SO2作还原剂。
(5)经过步骤①②已获得含Br2的海水,不直接用含Br2的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“热空气吹出、SO2水溶液吸收、通入氯气”后再蒸馏,其目的是富集Br2。
(6)Mg(OH)2与盐酸反应生成氯化镁和水,反应的离子方程式是Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O。
(7)电解熔融状态的MgCl2冶炼Mg。
7.答案 (1)BDE
(2)过滤 蒸馏
(3)2I-+MnO2+4H+ Mn2++I2+2H2O
(4)苯与水互不相溶,碘在苯中的溶解度比在水中大
(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,如果变蓝,说明还有单质碘,反之则没有单质碘
解析 (1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器有坩埚、泥三角、酒精灯。
(2)步骤③的实验操作名称是过滤;步骤⑥的实验操作名称是蒸馏。
(3)MnO2具有氧化性,能氧化I-,则步骤④反应的离子方程式是2I-+MnO2+4H+ Mn2++I2+2H2O。
(4)由于苯与水互不相溶,且碘在苯中的溶解度比在水中的大,故步骤⑤中可用苯来提取碘。
(5)由于淀粉遇碘变蓝色,检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法是:取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,如果变蓝,说明还有单质碘,反之则没有单质碘。
13(共12张PPT)
第三单元 海洋化学资源的综合利用
知识点 1 粗盐的提纯
必备知识 清单破
知识点 2 从海水中提取溴的流程
1.流程
知识点 3 从海水中提取镁
2.镁的化学性质
(1)与O2反应:2Mg+O2了 2MgO。
(2)与N2反应:3Mg+N2 Mg3N2。
(3)与非氧化性酸反应(以盐酸为例):Mg+2H+ Mg2++H2↑。
(4)与CO2反应:2Mg+CO2 2MgO+C。
知识点 4 从海带中提取碘的流程
知识辨析
1.粗盐中不溶性的泥沙及可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4均可利用过滤的方法除去。这种
说法对吗
2.碘易溶于酒精,所以可用酒精从碘水中萃取碘单质。这种说法对吗
3.从海水中提取溴、碘和从海水中提取食盐的原理相同。这种说法对吗
4.向淀粉溶液中加入含碘的食盐,淀粉溶液会变蓝。这种说法对吗
一语破的
1.不对。过滤无法除去可溶性的物质。
2.不对。酒精与水互溶,不能用来萃取碘水中的碘单质。
3.不对。从海水中提取食盐为物理变化,而溴、碘的提取主要涉及化学变化。
4.不对。食盐中的碘以I 的形式存在,I 不能使淀粉溶液变蓝。
1.粗盐提纯试剂加入的先后顺序
①BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸
2.从海水中提取溴的常见工艺
从海水中提取溴,一般要经历三个步骤,即浓缩、氧化和提取。
(1)浓缩并酸化海水后,通入适量的Cl2,使Br-转化为溴单质:2Br-+Cl2 Br2+2Cl-。
(2)向含溴单质的水溶液中通入热空气,将溴单质吹入盛有SO2水溶液的吸收塔内:Br2+SO2+2
H2O 2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
关键能力 定点破
定点 海洋化学资源的综合利用
(3)向吸收塔内的溶液中通入适量的Cl2:2HBr+Cl2 2HCl+Br2。
(4)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。
3.从海洋植物中提取碘的主要工艺
(1)用水浸泡干海带(或海藻灼烧后的灰烬)。
(2)过滤浸出液,向所得滤液中加入适量氧化剂(如Cl2),使I-转化为碘单质。
(3)用有机溶剂萃取碘单质。
4.从海水中提取镁的相关反应
典例 海洋是一个资源宝库,海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。下面是海水
利用的流程图:
下列有关说法不正确的是 ( )
A.①中某步操作需加Na2CO3溶液,作用是除去Ca2+和过量的Ba2+
B.应在HCl气流保护下加热MgCl2·6H2O制备无水MgCl2
C.由精盐制NaHCO3时,先往饱和NaCl溶液中通入CO2,再通入NH3
D.③④⑤均涉及氧化还原反应
C
思路点拨 粗盐提纯时,Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加;MgCl2·6H2O脱水时不能直接在空气
中加热;由饱和食盐水制NaHCO3时,应先通NH3,再通CO2。
解析 粗盐提纯时,Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入,用于除去Ca2+和过量的Ba2+,A正
确。若在空气中加热MgCl2·6H2O,会发生反应产生Mg(OH)2、HCl,不能得到无水MgCl2,若在
HCl气流中进行加热,可得到无水MgCl2,B正确。为增大CO2在溶液中的溶解度,应该先往饱
和NaCl溶液中通入NH3,使溶液显碱性,再通入CO2,C错误。③涉及将Br-氧化成Br2的反应;④
中Br2与SO2水溶液反应生成HBr,⑤中涉及Br-被氧化成Br2的反应,均涉及氧化还原反应,D正
确。
