1、 课时作业 16 海水资源的开发利用及环境保护授课提示：对应学生用书第 321 页资*源%库 基础题组1(2017天津调研 )化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是( )A绿色化学的核心是对环境污染进行综合治理B烟、云、雾在阳光照射下可观察到丁达尔现象C “温室效应” 、 “酸雨”的形成都与氮氧化合物有关D高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会 “断路”解析：绿色化学的核心指利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境的污染，A 项错；“温室效应”的形成与 CO2 有关，C 项错；制作光导纤维的原料是 SiO2，D 项错。答案：B2(2017南京模拟 )从海带中提取
2、碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是( )A实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B在含 I 的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D在碘水中加入 CCl4 得到 I2 的 CCl4 溶液，该操作为“萃取”解析：灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧海带。答案：A3(2017大连一模 )海洋是一个巨大的宝藏，期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能从海水中获得的是( )A单质溴 B单质镁C烧碱 D食盐解析：通入氯气将溴离子氧化为溴单质，是化学变化，故 A 错误；通过电解熔融的氯化镁得到镁，是化学变
3、化，故 B 错误；把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水，然后电解，即得烧碱、氢气和氯气，是化学变化，故 C 错误；把海水经太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，故 D 正确。答案：D4(2017银川调研 )二氧化碳捕获和封存技术(CCS) 是当今化学的前沿技术，下面通过化学反应捕获 CO2 的反应中，原子利用率达到 100%的是( )WWWA2Na 2O2 2CO2=2Na2CO3O 2BNa 2CO3CO 2H 2O=2NaHCO3CCa(ClO) 2CO 2H 2O=CaCO32HClOD2MgCO 2 2MgOC= = = = =点 燃 解析：B 项中生成物只
4、有一种，无副产物生成，原子利用率达 100%。答案：B5(2017青岛质检 )下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是( )Z环境问题 措施WWWA臭氧空洞 限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量B 酸雨 改变能源结构，减少二氧化硫和氮氧化物的排 放量C 白色污染 回收利用废旧塑料，开发可降解塑料D 水体富营养化 禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥解析：氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因；减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生；对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染；禁止施用氮肥不符合农业现状，故 D 项不科学。答案：DWWW6(2017德州模拟 )NaCl 是海水中含量
5、最多的盐，除食用外，它还是海洋化学工业原料，下列以 NaCl 为原料的产品(或物质 )是( )烧碱 纯碱 金属钠 氯气 盐酸A全部 B只有C只有 D只有解析：海水中得到 NaCl 以后，以 NaCl 为原料电解饱和食盐水可制取NaOH、 Cl2 和 H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式：2NaCl2H 2O 2NaOHCl 2H 2，2NaCl(熔融)= = = = =电 解 2NaCl 2，2NaOHCO 2=Na2CO3H 2O，Cl 2H 2= = = = =电 解 = = = = =点 燃 2HCl。答案：A7(2017哈尔滨模拟 )碘是人类发现的第二个生命
6、体必需微量元素。回答下列问题：(1)碘与氯是同族元素，它们位于元素周期表的第_族；HI 的稳定性比 HCl_(填“强”或“弱” ，下同)，HI 的还原性比 HCl_。Z(2)自然界中的碘有的以 NaIO3 形态存在于硝石(NaNO 3)中，向硝石母液中加入 NaHSO3 可以制得 I2，请写出 NaIO3 溶液和 NaHSO3 溶液反应的离子方程式：_。(3)碘还以碘化物的形态存在于海水中，被海藻类植物吸收而富集，从海带中提取碘的过程如图：步骤的操作名称为_；步骤发生反应的离子方程式为_；步骤得到的滤液中 c(I )0.004 molL 1 ，取 10 mL 滤液加入 10 mL Pb(NO3
7、)2 溶液，若要生成 PbI2 沉淀，则所加 Pb(NO3)2 溶液的浓度应大于_molL1 已知 Ksp(PbI2)9.810 9 。解析：(1)氯原子结构图为 ，最外层 7 个电子，属于第 A 族元素，碘与氯是同族元素，所以它们位于元素周期表的第A 族，同主族元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，但氢化物的还原性越弱，F、Cl 、Br、I 属于同主族元素，所以 HI 的稳定性比 HCl 弱，HI 的还原性比 HCl 强。(2)碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子、碘、氢离子和水，离子方程式为 2IO 5HSO =3H 5SO I 2H 2O。 3 3 24(3)分离固体
8、和液体用过滤；步骤过滤得到含碘离子的溶液，步骤MnO 2 为氧化剂，Mn 元素化合价从4 价降低到 2 价，碘离子为还原剂，碘从1 价 I 变为 0 价碘单质，所以反应为2I MnO 24H =Mn2 I 22H 2O，根据题意，沉淀是 PbI2，步骤得到的滤液中 c(I )0.004 molL 1 ，混合后 c(I )0.002 molL1 ，根据Ksp cPb(NO3)2c2(I )，则生成沉淀时，混合溶液中的 Pb(NO3)2 溶液的最小浓度为 2.4510 3 molL1 ，因取 10 mL 滤液加入 10 mL 9.810 9210 32Pb(NO3)2 溶液，混合前，即原 Pb(N
9、O3)2 溶液的最小浓度为22.45103 molL1 4.910 3 molL1 。答案：(1)A 弱 强(2)2IO 5HSO =I2 5SO 3H H 2O 3 3 24(3)过滤 2I MnO 24H =Mn2 I 22H 2O 4.9103能力题组1(2017北京调研 )目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其流程图如下：下列推断不合理的是( )A热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质BSO 2 吸收溴的反应方程式为 SO22H 2OBr 2=H2SO42HBrC流程中循环利用的物质有 SO2、Br 2、Cl 2 等D没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能解析：溴易挥发，所以
10、用热空气将溴吹出，A 项正确； SO2 与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，B 项正确；流程中 SO2 被氧化为 H2SO4，不可能被循环使用，C 项错误； “空气吹出” “SO2 吸收” “氯化”的过程实际上是一个 Br2 的浓缩过程，与直接蒸馏含 Br2 的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，D 项正确。答案：C2(2017烟台一模 )工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是( )A制取镁：海水 Mg(OH)2 MgO Mg CaOH2 高 温 电 解 B冶炼铝：铝土矿 NaAlO2 无水 AlCl3 Al 过 量 NaOHaq 过 量 HClaq 电 解 C制溴：浓缩海水 Br
11、2 HBr(aq) Br2 Cl2 热 空 气 吹 出 SO2吸 收 1Cl2 2再 进 一 步 操 作D制碘：海带 海带灰 I2(aq) I2 O2，灼 烧 H2O，浸 取 Cl2 1热 裂 汽 油 ，萃 取 2再 进 一 步 操 作解析：A 项制取 Mg 应电解 MgCl2；B 项制取 Al 应电解 Al2O3；D 项热裂汽油与 I2 反应，应用 CCl4 或苯萃取。答案：C3(2017菏泽质检 )“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是( )实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成
12、铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A BC D解析：因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水溶液变红，符合“绿色化学” ；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，符合“绿色化学” ；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，符合“绿色化学” ；浓盐酸和浓氨水都易挥发，不符合“绿色化学” 。答案：C4海洋约占地球表现积的 71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是( )A试剂 1 可以选用石灰乳B从苦卤中提取 Br2 的反应的离子方程式为 2Br Cl 2=2Cl Br 2C工业上，电解
13、熔融 MgO 冶炼金属镁可减小能耗D可用 BaCl2 溶液除去粗盐中的 SO24解析：煅烧贝壳得到 CaO，将 CaO 溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂 1 廉价且原料来原广泛，故 A 正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取 Br2 的反应的离子方程式为2Br Cl 2=2Cl Br 2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，故 B 正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故 C 错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，故 D 正确。答案：C5(2017西安模拟
14、)当今世界各国充分认识到海洋资源的重要性，海水的缩合利用是当今的热点话题之一。资*源%库(1)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 NaOH，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是_。(2)利用氯碱工业产品来处理含 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_。(3)空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法，适合从低浓度含溴溶液中提取溴。浓 缩 的海 水 硫 酸 酸 化 氯 气 低 浓度 Br
15、2溶 液 通 入 空 气 吹 出 Br2用 Na2CO3吸 收 含 NaBr和 NaBrO3等 物 质 的 溶 液 酸 化 工 业 Br2通入空气吹出 Br2，并用 Na2CO3 吸收的目的是_；反应中每生成 3 mol Br2，转移电子的物质的量为_ mol；为了除去工业 Br2 中微量的 Cl2，可向工业 Br2 中_(填字母) 。a通入 HBr b加入 NaBr 溶液c加入 Na2CO3 溶液 d加入 Na2SO3 溶液(4)从海水中提纯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_；电解熔
16、融的无水氯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是_(填字母)。AAr BCO 2C空气 DO 2E水蒸气解析：(1)氧气将 H2SO3 氧化为硫酸，该反应为 2H2SO3O 2=2H2SO4，氧化后的“海水”需中和稀释生成的酸(H )后才能排放，即 NaOH 与硫酸发生中和反应。(2) 氯碱工业产品之一为 NaOH，用 NaOH 吸收 SO2，其离子方程式为 SO2OH =HSO ； 回收装置中 NaHSO3 溶液与 HCl 反应生成 NaCl 溶 3液，NaCl 溶液又是氯碱工业的原料，故循环利用的物质是 NaCl 溶液。(3)由流程可知，浓缩后与
17、氯气发生 2Br Cl 2=Br22Cl ，用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，从而达到富集溴的目的，反应中发生5Br 6H BrO =3Br23H 2O，溴元素的化合价降低为 505，每生成 33 mol Br2，转移电子的物质的量是 5 mol；除去工业 Br2 中微量的 Cl2，不能选碳酸钠、亚硫酸钠，均与溴、氯气反应，a 会引入杂质，只有 b 中 NaBr 溶液与Cl2 反应，然后分液可除去 Cl2。(4)石灰乳能将镁离子转化为沉淀，则在母液中加入石灰乳所起的作用是沉淀 Mg2 ；用作镁蒸气的冷却剂，应不与 Mg 反应，只有 A 符合，而 Mg 与二氧化碳、氧气、水蒸气等均可反应。答案：(
18、1)2H 2SO3O 2=2H2SO4 NaOH 与硫酸发生中和反应(2)SO 2OH =HSO NaCl 3(3)富集溴 5 b(4)沉淀 Mg2 A6(2017济南模拟 )污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为 MnO2，另含少量铁、铝、铜等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的 SO2，又制得电池材料 MnO2(反应条件已省略)。请回答下列问题：(1)上述流程脱硫实现了_( 填编号) 。a废弃物的综合利用 b白色污染的减少c酸雨的减少 d臭氧层空洞的减少(2)步骤生成无水 MnSO4 的化学方程式是_。步骤生成无
19、水 MnO2 的化学方程式是_。(3)步骤中，用 MnCO3 能除去溶液中 Al3 和 Fe3 ，其原因是_。滤渣 M 的成分是_。铜元素以_形式存在于滤渣 N 中。(写化学式)(4)假设脱除的 SO2 只与软锰矿浆中 MnO2 反应。按照图示流程，将 2.0 m3(标准状况) 含 SO2 的体积分数为 60%的尾气通入矿浆，若 SO2 的脱除率为89.6%，最终得到 MnO2 的质量 10.44 kg。则在除去铁、铝、铜、镍等杂质的过程中，所引入的锰元素为_kg。解析：(1)题中流程脱硫，可以使物质中的硫转化为炉渣，然后再综合利用，同时还可以减少产生 SO2 污染空气，因此实现了废弃物的综合
20、利用和酸雨的减少，答案是 ac；(2)步骤中，SO 2 与 MnO2 发生氧化还原反应产生 MnSO4，化学方程式是 MnO2SO 2=MnSO4；在步骤中 MnSO4 被酸性 KMnO4 氧化生成 MnO2，反应的化学方程式是2KMnO43MnSO 42H 2O=K2SO45MnO 22H 2SO4；(3)步骤中，MnCO 3难溶于水，在溶液中存在沉淀溶解平衡：MnCO 3(s)Mn2 (aq)CO (aq)，23CO 可以与溶液中的 H 发生反应，使溶液的酸性减弱，这样就会促进 Al323和 Fe3 水解生成氢氧化物沉淀，从而能除去溶液中 Al3 和 Fe3 ；所以滤渣 M的成分是 Al(
21、OH)3、Fe(OH) 3；当向含有杂质的 MnSO4 中加入 MnS 时，MnS 溶解电离产生 S2 ，由于 c(S2 )c(Cu2 )Ksp(CuS)，就形成 CuS 沉淀而进入到滤渣 N 中；(4) 实际反应的 SO2 的物质的量是 n(SO2)(2 000 L 60%89.6%)22.4 Lmol1 48 mol，根据方程式：MnO 2SO 2=MnSO4 可知形成 MnSO4的物质的量是 48 mol，最终形成 MnO2 的质量是 10.44 kg1 000 g/kg1.04410 4 g，根据方程式3MnSO42KMnO 42H 2O=5MnO2K 2SO42H 2SO4 可知，因此消耗硫酸锰的物质的量是(1.04410 4 g87 gmol1 ) mol72 mol，则除去铁、铝、铜、35镍等杂质时，所引入的锰元素的物质的量是 72 mol48 mol24 mol，则其中含有的 Mn 元素的质量是：m(Mn)24 mol55 gmol 1 1 320 g1.32 kg。答案：(1)ac(2)MnO2SO 2=MnSO4 2KMnO43MnSO 42H 2O=K2SO45MnO 22H 2SO4(3)消耗溶液中的酸，促进 Al3 和 Fe3 水解生成氢氧化物沉淀 Al(OH)3、Fe(OH) 3 CuS (4)1.32
