2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)分層提升練課時(shí)分層提升練14 海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)一、選擇題1.(2019·南寧模擬)海水是巨大的化學(xué)資源庫,下列有關(guān)海水綜合利用說法正確的是 ()A.海水的淡化,只需經(jīng)過化學(xué)變化就可以得到B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備金屬NaD.利用海水、鋁、空氣的航標(biāo)燈的原理是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【解析】選C。海水淡化主要是通過物理方法分離得到,故A錯(cuò)誤;海水曬鹽是利用氯化鈉溶解度隨溫度變化不大,蒸發(fā)溶劑析出溶質(zhì),過程中無化學(xué)變化,故B錯(cuò)誤;從海水中可以得到NaCl晶體,電解熔融氯化鈉得到金屬鈉,是工業(yè)制備鈉的方法,故C正確;海水、鋁、空氣可以形成原電池反應(yīng)提供電能,航標(biāo)燈的原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤。2.(2019·長沙模擬)海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫。在開發(fā)利用海水資源過程中,下列說法不正確的是 ()A.加入明礬,使海水的鹽分沉淀并淡化B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了物理變化C.海水淡化的方法主要有蒸餾法、離子交換法和電滲析法等D.大海中含有鉀、溴、碘等元素,需經(jīng)過氧化還原反應(yīng)才可得到鉀、溴、碘的單質(zhì)【解析】選A。A.明礬的凈水原理為明礬電離出的鋁離子水解形成氫氧化鋁膠體,可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),不能使海水的鹽分沉淀并淡化,A錯(cuò)誤;B.蒸發(fā)過程只涉及物理變化,B正確;C.海水淡化的方法主要有蒸餾法、離子交換法和電滲析法等,C正確;D.大海中含有鉀、溴、碘等元素,均以化合態(tài)存在,需經(jīng)過氧化還原反應(yīng)才可得到鉀、溴、碘的單質(zhì),D正確。3.(2019·秦皇島模擬)我國《可再生能源法》倡導(dǎo)碳資源的高效轉(zhuǎn)化及循環(huán)利用(如圖所示)。下列做法與上述理念相違背的是 ()A.大力發(fā)展煤的氣化及液化技術(shù)B.加快石油等化石燃料的開采和使用C.以CO2為原料生產(chǎn)可降解塑料D.將秸稈進(jìn)行加工轉(zhuǎn)化為乙醇燃料【解析】選B。A項(xiàng),煤的氣化或液化是指C與H2O反應(yīng)生成氣體或液體燃料,產(chǎn)生的污染較小,正確;能提高資源的利用效率,B項(xiàng),石油屬于化石燃料,為不可再生能源,不能加快開采,錯(cuò)誤;C項(xiàng),將CO2轉(zhuǎn)化為塑料,塑料降解可得到CO2,符合循環(huán)利用的要求,正確;D項(xiàng),秸稈屬于可再生資源,加工后可轉(zhuǎn)化為乙醇等燃料,正確。【加固訓(xùn)練】下列有關(guān)生活和生產(chǎn)中的化學(xué)知識描述正確的是 ()A.日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”B.“霧霾天氣”“溫室效應(yīng)”“光化學(xué)煙霧”的形成都與氮氧化物無關(guān)C.酸雨的形成主要是因?yàn)榛剂先紵欧诺膹U氣中含有大量的碳氧化物D.生鐵煉鋼時(shí)須除去生鐵中全部的碳,以避免因鋼鐵中含有碳而發(fā)生電化學(xué)腐蝕【解析】選A?！鞍咨廴尽笔怯删垡蚁┑入y以降解的塑料制品導(dǎo)致的環(huán)境污染,使用可降解塑料可以防止“白色污染”,A項(xiàng)正確;“光化學(xué)煙霧”的形成與氮氧化物有關(guān),“霧霾天氣”和“溫室效應(yīng)”也與氮氧化物有關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;酸雨分為硫酸型和硝酸型,主要是由于化石燃料燃燒排放的廢氣中含有大量的二氧化硫或氮氧化物所致,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生鐵煉鋼的過程中,含碳量在減少,但不能完全除去,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2019·太原模擬)下列所示物質(zhì)的工業(yè)制備方法合理的是 ()A.制Si:SiO2SiCl4SiB.制H2SO4:黃鐵礦SO2H2SO3H2SO4C.鹵水中提取Mg:鹵水(主要含MgCl2)Mg(OH)2…MgCl2MgD.侯氏制堿法:飽和食鹽水NaHCO3(s)Na2CO3【解析】選D。SiO2與鹽酸不反應(yīng),制Si:SiO2+2CSi+2CO↑、Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl,A項(xiàng)錯(cuò)誤;制硫酸:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵水中提取鎂,向鹵水中加入石灰乳而不是NaOH,C項(xiàng)錯(cuò)誤;侯氏制堿法,向飽和食鹽水中先通入NH3,NH3極易溶于水且使溶液呈堿性,再通入CO2,有利于CO2的吸收,D項(xiàng)正確。二、非選擇題5.直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題,將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫,最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在如圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng),氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳,從而有利于二氧化碳的回收利用,達(dá)到減少碳排放的目的。請回答下列問題:(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中,引發(fā)的主要環(huán)境問題有__________(填字母)。

A.溫室效應(yīng) B.酸雨C.粉塵污染 D.水體富營養(yǎng)化(2)在煙氣脫硫的過程中,所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前,需通一段時(shí)間的二氧化碳,以增加其脫硫效率;脫硫時(shí)控制漿液的pH,此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。①二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為________。

②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為__。

【解析】(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有的粉塵會(huì)造成粉塵污染,含有的二氧化硫(與空氣接觸可產(chǎn)生三氧化硫)會(huì)造成酸雨,二氧化碳可以造成溫室效應(yīng),故應(yīng)選A、B、C。(2)①因CO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2,故二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Ca(HCO3)2;②1molCa(HSO3)2被氧氣氧化肯定生成1molCaSO4,根據(jù)硫元素守恒,還要有H2SO4生成,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4。答案:(1)ABC(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氫鈣)②Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO46.海洋是一個(gè)豐富的資源寶庫,通過海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用。(1)海水中鹽的開發(fā)利用。①海水制鹽目前以鹽田法為主,建鹽田必須選在遠(yuǎn)離江河入?？?多風(fēng)少雨,潮汐落差大且又平坦空曠的海灘。所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和________池。

②目前工業(yè)上采用比較先進(jìn)的離子交換膜電解槽法進(jìn)行氯堿工業(yè)生產(chǎn),在電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過,阻止陰離子和氣體通過,請說明氯堿生產(chǎn)中陽離子交換膜的作用:

______________________(寫一點(diǎn)即可)。

(2)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如圖所示。其中具有選擇性的陰離子交換膜和陽離子交換膜相間排列。請回答下面的問題:①海水不能直接通入陰極室中,理由是__________________________。

②A口排出的是________(填“淡水”或“濃水”)。

(3)用苦鹵(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等離子)可提取溴,其生產(chǎn)流程如下:①若吸收塔中的溶液含Br,則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為__________。

②通過①氯化已獲得含Br2的溶液,為何還需經(jīng)過吹出、吸收、酸化重新獲得含Br2的溶液?

__________________________________________________。

③向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱,控制溫度在90℃左右進(jìn)行蒸餾的原因是__________________________________________________。

【解析】(1)①海水制鹽主要是利用了蒸發(fā)結(jié)晶原理,故所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和結(jié)晶池。②氯堿生產(chǎn)中在兩極區(qū)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氫氣和氯氣,故陽離子交換膜的作用:阻止H2與Cl2發(fā)生反應(yīng)甚至發(fā)生爆炸;阻止Cl2與生成的NaOH溶液反應(yīng)而使燒堿產(chǎn)品不純等。(2)①海水中含較多Mg2+和Ca2+等陽離子,電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀從而堵塞陽離子交換膜,故海水不能直接通入陰極室中。②A口排出的是淡水。(3)①用苦鹵提取溴,吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為溴與碳酸鈉的反應(yīng),生成物中含Br,則離子反應(yīng)方程式為3C+3Br25Br-+Br+3CO2↑。②通過氯化已獲得含Br2的溶液,但溴的濃度太低,不便于收集,經(jīng)過吹出、吸收、酸化重新獲得含Br2的溶液是為了富集溴,提高Br2的濃度。③溫度過低難以將Br2蒸餾出來,但溫度過高又會(huì)將大量的水蒸餾出來,故向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱,控制溫度在90℃左右進(jìn)行蒸餾。答案:(1)①結(jié)晶②阻止H2與Cl2發(fā)生反應(yīng)甚至發(fā)生爆炸(或阻止Cl2與生成的NaOH溶液反應(yīng)而使燒堿產(chǎn)品不純等)(2)①海水中含較多Mg2+和Ca2+等陽離子,電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀從而堵塞陽離子交換膜(其他合理答案也可)②淡水(3)①3C+3Br25Br-+Br+3CO2↑②富集溴,提高Br2的濃度(其他合理答案也可)③溫度過低難以將Br2蒸餾出來,但溫度過高又會(huì)將大量的水蒸餾出來一、選擇題1.(2019·福州模擬)下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是 ()A.蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水,將其電解可制得金屬鈉B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化C.從海水中提溴、碘、鎂等元素,都包含氧化還原反應(yīng)D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【解析】選C。電解飽和食鹽水得到的是NaOH,得不到鈉;蒸發(fā)制鹽是物理變化;海水中的溴、碘、鎂等元素都是以化合態(tài)形式存在,轉(zhuǎn)化為單質(zhì)的過程是氧化還原反應(yīng);潮汐發(fā)電是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。2.(2019·昆明模擬)下列措施不合理的是 ()A.用SO2漂白紙漿和草帽辮B.用硫酸清洗鍋爐中的水垢C.高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅D.用Na2S作沉淀劑,除去廢水中的Cu2+和Hg2+【解析】選B。二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與有色物質(zhì)反應(yīng)生成無色的物質(zhì),二氧化硫不僅能漂白品紅,也能漂白其他有機(jī)色素,A項(xiàng)正確;鍋爐中的水垢里含有碳酸鈣,與硫酸作用生成微溶的硫酸鈣,硫酸鈣覆蓋在水垢表面,不利于水垢的進(jìn)一步溶解,B項(xiàng)錯(cuò)誤;碳與二氧化硅在高溫下作用生成硅和一氧化碳,C項(xiàng)正確;S2-與Cu2+、Hg2+反應(yīng)生成CuS、HgS沉淀,D項(xiàng)正確。3.(2019·北京通州區(qū)模擬)目前海水提溴的最主要方法之一是空氣吹出法,其流程圖如下:下列推斷不合理的是 ()A.熱空氣能吹出溴是利用溴易揮發(fā)的性質(zhì)B.SO2吸收溴的反應(yīng)方程式為SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBrC.流程中循環(huán)利用的物質(zhì)有SO2、Br2、Cl2等D.沒有采用直接蒸餾含溴海水得到單質(zhì)主要是為了節(jié)能【解析】選C。溴易揮發(fā),所以用熱空氣將溴吹出,A項(xiàng)正確;SO2與溴水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,B項(xiàng)正確;流程中SO2被氧化為H2SO4,不可能被循環(huán)使用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;“空氣吹出”“SO2吸收”“氯化”的過程實(shí)際上是一個(gè)Br2的濃縮過程,與直接蒸餾含Br2的海水相比效率更高,消耗能源少,成本低,D項(xiàng)正確。4.工業(yè)上制備相關(guān)物質(zhì),涉及的反應(yīng)原理及部分流程較為合理的是 ()A.制取鎂:海水Mg(OH)2MgOMgB.冶煉鋁:鋁土礦NaAlO2無水AlCl3AlC.制溴:濃縮海水Br2HBr(aq)Br2D.制碘:海帶海帶灰I2(aq)I2【解析】選C。A項(xiàng)制取Mg應(yīng)電解MgCl2;B項(xiàng)制取Al應(yīng)電解Al2O3;D項(xiàng)熱裂汽油與I2反應(yīng),應(yīng)用CCl4或苯萃取。二、非選擇題5.(2017·北京高考)SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________________________。

②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:_____________________________。

③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:

________________________。

④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。

(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是__________。

②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與的物質(zhì)的量之比是______________。

③還原過程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下,15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:______

【解析】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,結(jié)合原子守恒,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。②NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮?dú)夂退?根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O。③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH4)2SO4,此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,結(jié)合電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4。④吸收NH3的硫酸的物質(zhì)的量為v1×10-3L×c1mol·L-1-v2×1