1、课时跟踪训练(五) 海水的综合利用一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1下列海水综合利用的过程中，可不涉及化学变化的是( )A海水制淡水 B海水制纯 NaClC海水制镁 D海水制溴2以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是( )A直接电解卤水在阴极得镁B向卤水里加钠可置换出镁C卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁，用氢气还原氧化镁得镁 D卤水与石灰水混合，过渡，洗涤，取沉淀加盐酸溶解得 MgCl2 溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水 MgCl2。电解熔融 MgCl2 得镁3海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综
2、合利用的说法错误的是( )A历史最悠久的海水淡化方法是蒸馏法B海水中的氘(含 HDO 0.03)发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，HDO 与 H2O 化学性质不同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 石 灰 乳 HCl 液 MgCl 2 MgCl 2(熔融) Mg 电 解 4离子膜法制烧碱示意图如下图所示，有关说法正确的是( )Aa 口进水Bb 口进精制饱和食盐水Cc 口出的是 Cl ，是由 b 口进入的Dd 口出的是 H25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
3、Ca2 、 Mg2 、Fe 3 、SO 除去顺序不合理的是( )24ABaCl 2、NaOH 、Na 2CO3BBaCl 2、Na 2CO3、NaOHCNaOH 、BaCl 2、Na 2CO3DNa 2CO3、BaCl 2、NaOH6双选题 从海水中提取的溴占世界产溴量的 1/3。已知溴水呈橙色，将 SO2 气体通入溴水时，可以观察到溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是( )ASO 2 使溴水褪色，显示了 SO2 的漂白性BSO 2 使溴水褪色，显示了 SO2 的还原性C从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取D从海水中提取溴过程中多次涉及了氧化还原反应7从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制
4、成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在 HCl 气体氛围中干燥产物；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第步电解时阴极产生氯气C步骤的目的是从海水中提取 MgCl2D以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应8海洋约占地球表面积的 71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确的是( )A可用 BaCl2 溶液除去粗盐中的 SO24B从苦卤中提取 Br2 发生反应的离子方程式为：2Br Cl 2=2Cl Br 2C试剂 1 可以选用石灰乳D工业上，电解熔融 Mg(OH)2 冶炼
5、金属镁9下列关于海水综合利用的叙述不正确的是( )A利用空气吹出 SO2 吸收法从海水中提溴时，直接将海水氯化，然后再进行吹出、吸收可得到溴产品B从海水中提取的重水可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质C盐田法制盐时，所用的盐田一般分成贮水池、蒸发池、结晶池三部分D利用电渗析法、冷冻法制盐，同时也可以得到淡水10如图所示，利用海水可提取很多重要的化工原料。下列有关说法正确的是( )A第步中除去粗盐中的 SO 、Ca 2 、Mg 2 、Fe 3 等杂质，加入的药品顺序为：24Na2CO3 溶液 NaOH 溶液 BaCl2 溶液过滤后加盐酸B第步中工业上可采用石墨为阴极，铁为阳极，采用阳离子交换膜
6、的电解装置C第步中结晶出的 MgCl26H2O 可在空气中受热分解制无水 MgCl2D在第步中溴元素被氧化，第 、步中既有溴元素被氧化也有溴元素被还原二、非选择题(本题包括 4 小题，共 50 分)11(10 分) 全球海水中溴的储量丰富，约占地球溴总储量的 99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为 65 mgL1 ，其工业提取法有：(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有：_(写出化学方程式) ；3Br 23CO =BrO 5Br 3CO 2；23 3BrO 5Br
7、 6H =3Br23H 2O。 3其中反应和的氧化剂分别是_、_。(2)空气吹出 SO2 吸收法。该方法基本同 (1)，只是将吹出的溴用 SO2 来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式_。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的，实验室中萃取用到的实验仪器名称是_，下列可以用海水中的溴萃取的试剂是_(填序号)。乙醇 四氯化碳 硝酸12(12 分) 海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热 MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl 或 MgO，写出相应反应的化学方程式。_。用电
8、解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl26H2O 时，能得到无水 MgCl2，其原因是_。(2)Mg(OH)2 沉淀中混有的 Ca(OH)2 应怎样除去？写出实验步骤。_。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时：_。过滤时：_。蒸发时：_。13(14 分) 海水中镁的总储量约为 2.11015 t，目前世界上 60%的镁来自海水。工业规模海水提镁的流程如图所示：试回答下列问题：(1)海水提镁的过程中、反应的化学方程式：_，_。(2)由氯化镁溶液制取无水氯化镁固体，其
9、操作过程是_。(3)为了使 MgSO4 完全转化为 Mg(OH)2，则加入的生石灰须过量，然后分离得 Mg(OH)2 沉淀，考虑 Ca(OH)2 溶解度，应该用_法分离。(4)金属镁、铝的工业冶炼方法既有相似之处，又有不同之处，下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据：物质 氧化镁 氯化镁熔点() 2 852 714沸点() 3 600 1 412工业上炼镁采用电解熔融氯化镁，而冶炼铝则用电解熔融的 Al2O3，其原因是_。14(14 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下：成分 含量 /(mgL1 ) 成分 含量 /(mgL1 )Cl 18 980 Ca2 400Na 10 56
10、0 HCO 3 142SO24 2 560 Br 64Mg2 1 272(1)电渗析法淡化海水示意图如上图所示，其中阴( 阳)离子交换膜仅允许阴(阳) 离子通过。阳极主要电极反应式是_。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 2 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
11、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 溶解)答 案1选 A A 项海水蒸馏可制得淡水，属物理变化；B 项除去海水中的许多金属杂质离子时，需发生化学变化；C、D 项都是化学变化。2选 D A 项电解，阴极生成 H2；B 项中 Na 首先与水反 应，不能置 换出 Mg；C 项中H2 不能把 Mg 还原出来；所以只有 D 合理。3选 B 氕(H) 与氘(D)属于同种元素氢元素，所以 HDO 与 H2O 均属于水，化学性质相同，B 错误 。4选 D a 口进入的是精制饱和 NaCl 溶液；b 口进入的是含少量 NaOH 的水；c 口出的
12、是淡盐水；d 口出的是 H2。5选 D 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。而 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。6选 BD 将 SO2 气体通入溴水时，发生反应 Br2SO 22H 2O=2HBrH 2SO4，显示了 SO2 的还原性，故 A 错、B 正确；乙醇与水互溶，不能从溴水中萃取单质溴，C 错；从海水中提取溴过程中氯化过程，SO 2 吸收过程，再 氯化过程都发 生了氧化还原反应，D 正确。7选 B 本题考查海水中提取 镁的过程，原料是海水，来源丰富， A 选项正确。涉及的化学反
13、应有 Ca(OH)2MgCl 2=Mg(OH)2CaCl 2，Mg(OH)22HCl =MgCl22H 2O，MgCl26H 2O=MgCl26H2O，MgCl26H2O MgCl2= = = = =HCl 6H2O，MgCl 2(熔融) MgCl 2，在第步电解时，阴极产生的是金属镁。从以= = = = =电 解 上分析可知，B 选项错误，C 和 D 选项正确。8选 D 工业上采用电解熔融 MgCl2 的方法来冶炼金属镁，D 不正确。9选 A 利用空气吹出 SO2 吸收法从海水中提溴时， 氯气氧化溴离子在 pH3.5 的酸性条件下效果最好；所以在氯化之前要将海水酸化，故 A 项不正确。10选
14、 D BaCl 2应在 Na2CO3 之前加入，以便除去过量的 Ba2 ，A 不正确；电解饱和食盐水用铁作阴极，B 不正确；MgCl 26H2O 在空气中加热会 发生水解， C 不正确。11解析：工业提取溴的原理：将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置 换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因 为溴易溶于有机溶剂，作为海水中溴的萃取 剂的只能是四氯化碳。答案：(1)Cl 22Br =2Cl Br 2 Br 2 BrO 3(2)Br2SO 22H 2O=2HBrH 2SO4(3)分液漏斗、烧杯 12解析：(1)海水提取镁的关键是制得无水 MgCl2，由
15、于 MgCl2为强酸弱碱盐，故MgCl26H2O 晶体加热脱水时 ，因 Mg2 的水解不能得到无水 MgCl2，工 业生产中通常采用的方法是在不断通入干燥 HCl 气流的条件下加 热脱水，以抑制 Mg2 的水解。(2)除去 Mg(OH)2 沉淀中混有的 Ca(OH)2时，可根据 Mg(OH)2 与 Ca(OH)2 溶解度的差异，向混合物中加入 MgCl2 溶液，使溶解度相 对较大的 Ca(OH)2转变为难溶的 Mg(OH)2 和易溶的 CaCl2 而除去。(3)实验室中玻璃棒的主要用途为：搅拌，目的是加快物质的溶解，或使物质混合均匀；当进行蒸发结晶操作时目的是防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅
16、。引流，目的是使液体沿玻璃棒流入接收仪器中，防止外洒，如：过滤、一定物质的量浓度溶液的配制等。答案：(1)MgCl 26H2O Mg(OH)ClHCl 5H 2O。= = = = = MgCl26H2O MgO2HCl5H 2O= = = = = 或 Mg(OH)Cl MgOHCl 干燥的 HCl 气流抑制了 MgCl2 的水解，且带= = = = = 走 MgCl26H2O 受热产生的水蒸气，故能得到无水 MgCl2(2)加入 MgCl2 溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用水洗涤(3)搅拌，加速溶解 引流，防止外洒搅拌，防止因局部过热使液滴或晶体飞溅13解析：(1)贝壳的主要成分是 CaCO3，高
17、温 CaCO3 分解生成 CaO 和 CO2，CaO 与H2O 生成的 Ca(OH)2 又与 Mg2 生成 Mg(OH)2，Mg(OH)2 和盐酸反应生成 MgCl2 溶液，进一步制得无水 MgCl2，电解 MgCl2(熔融) 在阴、阳极上分 别得 Mg 和 Cl2。(2)对 MgCl2 溶液加热蒸发得到 MgCl26H2O，由于 MgCl26H2O 在受热条件下易水解，为防止水解应在 HCl 气氛中加 热脱水转化为无水 MgCl2。(3)因为 Ca(OH)2 的溶解度是随温度升高而降低，为了减少 Ca(OH)2 与 Mg(OH)2 共沉，所以在低温下过滤，所得 Mg(OH)2纯度较高。(4)
18、AlCl3 是共价化合物，熔化后不导电，故可 电解熔化的 Al2O3 得铝单质；而从表中可看出 MgO 的熔点较 MgCl2 高，虽然电解两种物质均可得到单质镁，但熔化 MgO 比熔化MgCl2 消耗更多的能量，从 经济 角度考虑，一般熔化用电解熔融 MgCl2 法制 Mg。答案：(1)CaCO 3 CaOCO 2= = = = =高 温 MgCl 2(熔融) MgCl 2= = = = =通 电 (2)先加热蒸发、冷却结晶得到 MgCl26H2O，然后在 HCl 气氛中加热得到无水 MgCl2(3)低温过滤(4)MgCl2 的熔点较 MgO 的熔点低，熔融 MgCl2 消耗较少的能量，节约能
19、源，降低成本；AlCl 3 是共价化合物，熔融不导电，只能电解熔融(熔于冰晶石中)Al 2O3 生产铝14解析：(1)电解海水时，阳极：2Cl 2e =Cl2，阴极：2H2O2e =H22OH (或 2H 2e =H2) 阴极产 生的 OH 与 Mg2 、HCO 等离 3子反应从而生成 Mg(OH)2、CaCO3 沉淀。(2)10 m3 海水中含有 Br 的质量为：10103 L0.064 g/L640 g，n(Br )8 mol，根据 Cl22Br =Br22Cl 和 2 次氧化可知消耗 Cl2 的总 物质的量为 8 mol，故标准状况下 Cl2 的体 积为 179.2 L。答案：(1)2Cl 2e =Cl2 Mg(OH) 2Ca2 OH HCO =CaCO3H 2O b 3(2)对溴元素进行富集 SO 2Br 22H 2O=4H 2Br SO 通入空气将 Br2 蒸24气带出，使 Br2(g)Br2(aq)或 Br2H 2OHBrHBrO 平衡向左移动 加热浓缩 冷却结晶 179.2
