1、课时提升作业 十四海水资源的开发利用 环境保护与绿色化学(45分钟 100 分)一、选择题(本题包括 8小题，每题 6分，共 48分)1.下列有关日常生活中的化学知识，说法错误的是( )A.用完的干电池应回收处理，不可以随意丢弃在垃圾桶中B.增加摩托车排气管的长度可以降低尾气中 CO和 NO的含量C.目前国内销售的加碘食盐中，碘是以 KIO3的形式存在的D.应尽量减少含磷洗涤剂的生产，以免导致水中的藻类植物过快生长【解析】选 B。干电池不可以随意丢弃，电池中含有重金属离子，能污染地下水源；含磷洗涤剂可以使水体富营养化；增加摩托车排气管的长度并不能降低尾气中 CO 和 NO 的含量。2.(201
2、7宿州模拟)“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的是( )A.绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理B.用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等，以减少木材使用C.研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害D.现代石油化工采用银作催化剂，将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济”【解析】选 D。绿色化学是从源头上杜绝或减少污染，而不是先污染再治理，A 错误；聚苯乙烯等塑料会造成白色污染，不符合“ 绿色化学”原则，B 错误；杀虫剂都是有毒的化学试剂，会对环境产生污染或毒害，C错误；乙烯与氧气反应生成环氧乙烷，没有副产物，原子利用率
3、为100%，D 正确。3.(2017周口模拟)海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法错误的是( )A.海水中含有溴元素，需经过化学变化才可以得到溴单质B.无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能C.从海水中可以得到 NaCl，电解熔融 NaCl可制备金属钠D.从海水中提取镁可以采用下列方法：海水 Mg(OH)2 MgCl2溶液MgCl 2MgCl 2(熔融) Mg【解析】选 B。海水中含有 Br-，需经过化学变化才可以得到溴单质，A正确；波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能，它们都不是化学
4、能，B 错误；电解熔融 NaCl 可制备金属钠，而电解氯化钠溶液得到氢氧化钠和氢气、氯气，C 正确；D 项正确。4.(2017威海模拟)从海水中提取镁的流程如下。下列说法正确的是( )A.从海水中得到 NaCl采用降温结晶法B.MgCl2晶体脱水应在 HCl热气流中进行C.上述流程不涉及氧化还原反应D.电解 MgCl2溶液也可以得到镁和氯气【解析】选 B。从海水中得到 NaCl 采用蒸发结晶法，A 错；题给流程中MgCl2的电解为氧化还原反应，C 错；电解 MgCl2溶液得到的是 Mg(OH)2、H2和 Cl2，D错。5.2016(第四届)西湖国际海水淡化与水再利用大会在杭州举行，大会主题为“
5、和谐环境绿色发展” 。其中围绕海水资源的综合应用提出了四个重要议题。从海水中提取食盐和溴的过程如下：下列叙述中不正确的是( )世纪金榜导学号 30682284A.海水淡化的常见方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等B.通过电解 NaCl溶液可以直接得到 Cl2，间接产品有 NaClOC.步骤中已获得 Br2，步骤中又将 Br2还原为 Br-，其目的为富集溴元素D.步骤用 SO2水溶液吸收 Br2，有关反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O 2H+S +2HBrO24【解析】选 D。海水淡化的常见方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，A 正确；电解 NaCl 溶液：2NaCl+2H 2O H2
6、+Cl2+2NaOH，由以上反应生成的 Cl2和 NaOH进一步反应：Cl 2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O，可得到 NaClO，B 正确；步骤中获得低浓度的 Br2溶液，再经过步骤、可富集溴元素，C 正确；SO 2与 Br2发生氧化还原反应：SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr，产物是两种强酸， D错误。【加固训练】在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用 SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是( )A.两种吸收过程中，Br 2只作氧化剂B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应C.用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复
7、分解反应【解析】选 B。纯碱溶液作吸收剂的反应为3Na2CO3+3Br2 5NaBr+NaBrO3+3CO2；SO2作吸收 剂的反应为SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr。分析以上两个反应可知：中 Br2既作氧化剂，又作还原剂， 中 Br2只作氧化剂。6.下面的框图是利用海水和海边贝壳为原料设计的制备漂白粉的工艺流程。分析图示各物质的关系(部分反应物或生成物省略)，下列叙述错误的是 世纪金榜导学号 30682285( )A.反应是电解熔融的化合物B.反应需要加入的试剂为水C.反应的化学方程式为 2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OD.该工业生产注重效益，
8、关注节能减排，保护环境【解析】选 A。贝壳受热，其中的有机物燃烧掉，而无机物主要是碳酸钙，分解所得 A为 CaO，制备漂白粉的反应物为 Ca(OH)2和 Cl2，故B、D 分别为 Ca(OH)2和 Cl2，C为氯化钠， E为氢气。电解氯化钠溶液才能得到 Cl2、H2和氢氧化钠，A 错误；CaO 与水反应生成 Ca(OH)2，B正确；制备漂白粉的反应为 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，C 正确；该工业生 产利用废弃物贝壳、利用电解产生的氢气燃烧给贝壳加热、生产副产物 NaOH 等，该工业生产注重效益，关注节能减排，保护环境， D 正确。7.碘在地壳中主要以 Na
9、IO3的形式存在，在海水中主要以 I-的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示。下列说法中不正确的是( )世纪金榜导学号 30682286A.用淀粉 KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉 KI试纸会变蓝B.足量 Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉 KI试纸褪色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HClC.由图可知氧化性的强弱顺序为 Cl2I2IO3D.途径中若生成 1 mol I2，则反应中转移的电子数为 10NA【解析】选 C。加碘盐中含有 I ，在酸性条件下可被 I-还原生成O3I2，A选项正确；根据图示转化关系可知 B选项正确；根据途径可知氧化性 Cl2I2，根据途径可知氧化性
10、I I2，根据途径可知氧O3化性 Cl2I ，C选项错误 ；根据关系式 2I I 210e -可知 D选项O3 O3正确。8.(能力挑战题)诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为2MoS 2+7O2 2MoO3+4SO2；MoO 3+2NH3H2O (NH4)2MoO4+H2O；(NH 4)2MoO4+2HCl H2MoO4+2NH 4Cl；H 2MoO4 MoO3+H2O；用还原剂将 MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是( )世纪金榜导学号 30682287A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排入空气中B.MoO3是金属
11、氧化物，也是碱性氧化物C.H2MoO4的酸性比盐酸强D.利用 H2、CO 和铝分别还原等量的 MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为 332【解析】选 D。MoS2煅烧产生的 SO2是大气污染物，不能直接排入空气中，A 不正确；MoO 3与氨水反应表现出酸性氧化物的性质，B 不正确；H2MoO4可用盐酸制取，酸性比盐酸弱，C 不正确；还原 1 mol MoO3需要 6 mol电子，消耗 H2、CO、Al 的物质的量比为 =332，D 正确。626263二、非选择题(本题包括 3小题，共 52分)9.(16分)海水是宝贵的自然资源。利用海水可以得到一系列产品，也可以进行废气处理。(1)利用氯碱工
12、业产品来处理含 SO2的烟气的流程如图所示：“吸收装置”中发生反应的离子方程式是_。上述流程中循环利用的物质是_。(2)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的 SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示：天然海水吸收含硫的烟气后，需要用氧气进行氧化处理，其反应的化学方程式是_；氧化后的海水需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是_。(3)从海水提取粗盐后的母液中含有 K+、Na +和 Mg2+等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁。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_。要利用 MgCl26H2O制得无水氯化镁，应采取的措施是_。电解熔融的无水氯
13、化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是_(填字母)。A.Ar B.CO2C.空气 D.O2E.水蒸气【解析】(1)氯碱工业中发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。溶液的主要成分是 NaOH。将含 SO2的烟气通入该溶液时发生反应 SO2+2NaOH Na2SO3+H2O；SO2过量时发生反应 SO2+NaOH NaHSO3。相 应的离子方程式 为 SO2+2OH-S +H2O；SO2+OH- HS 。由流程图可以看出，在上述流程O23 O3中循环利用的物质是 NaCl。(2)天然海水吸收含硫的烟气后再用氧气进行氧化处
14、理的反应原理是 2H2SO3+O2 2H2SO4；氧化后的海水中含有硫酸，水溶液显酸性，所以需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是使氢氧化钠与硫酸发生中和反应。(3)在母液中加入石灰乳的作用是使 Mg2+转化为 Mg(OH)2沉淀。MgCl 2是强酸弱碱盐，加热时盐会溶解在结晶水中，并会发生水解生成 Mg(OH)2和 HCl，HCl 会随着水分的蒸发而挥发，最终得到 Mg(OH)2固体。要利用 MgCl26H2O 制得无水氯化镁，应在 HCl 气流中脱水，以抑制MgCl2的水解。 镁是活泼金属，在高温下容易与空气中的 O2及水蒸气发生反应，还能与 CO2反应生成 MgO 和
15、C，故应在惰性气体 Ar 的环境中冷却。答案：(1)SO 2+OH- HS NaClO3(2)2H2SO3+O2 2H2SO4 使氢氧化钠与硫酸发生中和反应(3)沉淀 Mg2+或制取 Mg(OH)2 在 HCl 气流中脱水，抑制MgCl2 的水解 A10.(18分)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如表所示。成分 含量(mgL -1) 成分 含量(mgL -1)Cl- 18 980 Ca2+ 400Na+ 10 560 HCO3 142SO24 2 560 Br- 64Mg2+ 1 272世纪金榜导学号 30682288(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换
16、膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是_。在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有_和 CaCO3，生成 CaCO3的离子方程式是_。淡水的出口为_(填“a” “b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下。提取溴的过程中，经过两次 Br-Br 2转化的目的是_，吸收塔中发生反应的离子方程式是_。用平衡移动原理解释通空气的目的是_。从 MgCl2溶液中得到 MgCl26H2O晶体的主要操作是_、过滤、洗涤、干燥。依据上述流程，若将 10 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)。【解析】(1)在阳极是阴离子放电。由于海水中
17、 Br-浓度太小，所以主要是 Cl-放电。 在阴极是 H+放电，致使溶液中 OH-浓度增大，所以Mg2+转化为 Mg(OH)2；OH-还能与 HC 反应生成 C ，C 与 Ca2+O3 O23 O23结合生成 CaCO3沉淀。(2)由于得到的是 MgCl26H2O，所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，而不能直接将溶液蒸干。 10 m3 海水中 Br-的质量为104L64 mgL-110-3gmg-1=640 g，根据 Cl2+2Br- 2Cl-+Br2，可知一次转化消耗 89.6 L Cl2(标准状况下)，两次需要 179.2 L Cl2(标准状况下)。答案：(1) 2Cl-2e- C
18、l2 Mg(OH)2 Ca2+OH-+HC CaCO3+H2OO3b(2)对溴元素进行富集 SO2+Br2+2H2O 4H+2Br-+S 通入O24空气将溴蒸气带出，使 Br2(g) Br2(aq)(或 Br2+H2O HBr+HBrO)平衡向左移动加热浓缩、冷却 结晶 179.2【互动探究】(1)写出电渗析法淡化海水的阴极主要的电极反应式。提示：2H +2e- H2。(2)由 MgCl26H2O得到 MgCl2时应如何操作？提示：为了防止 MgCl2水解，应该在 HCl 气流中加热 MgCl26H2O 得到MgCl2。11.(18分)(能力挑战题)在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水
19、中，采取下面的工艺流程生产单质碘。试回答下列问题：(1)乙、丁中溶质的化学式为_、_。(2)第步操作中的主要反应的离子方程式是_(填序号)。A.Fe+2Ag+ Fe2+2AgB.Fe+3Ag+ Fe3+3AgC.Fe+2AgI Fe2+2Ag+2I-D.Fe+3AgI Fe3+3Ag+3I-(3)第步操作中用稀硫酸浸洗的目的是_。(4)第步操作的反应原理为 3Ag+4HNO3 3AgNO3+NO+2H 2O，其中，HNO3的作用是_。A.氧化性 B.还原性C.酸性 D.催化剂(5)第步操作可供提纯 I2的两种方法是_和_(不要求写具体步骤)。(6)检验得到 I2的方法是_。【解析】根据框图可知，向含 I-的卤水加入 AgNO3溶液，则甲为 AgI，加入过量铁屑，置换出 AgI 中的银，则乙为 FeI2，单质银中过量铁屑可用稀硫酸除去；FeI 2中通入过量 Cl2得到 I2和FeCl3，则丁为 FeCl3；第 步操作的反应中硝酸部分价态降低，说明硝酸起氧化剂和酸性作用；利用碘单质的特性，可以用升华或萃取的方法提取出碘；一般用淀粉能否变蓝检验是否得到单质碘。答案：(1)FeI 2 FeCl3 (2)C(3)用稀硫酸除去银中过量铁屑(4)A、C(5)升华 法 溶剂萃取法(6)取少量 产 品加入淀粉溶液，若变蓝，说明得到了单质碘，若不变蓝，则没有得到单质碘
