2024-2025學年高中化學第4章化學與自然資源的開發(fā)利用第1節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第2課時海水資源的開發(fā)利用課后限時作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE8-海水資源的開發(fā)利用考點對應題號基本目標發(fā)展目標1.海水資源與利用2,3,5,82.海水提溴(碘)原理與工藝6133.海水提鎂原理與工藝9124.綜合應用1,4,710,11[基本目標]1．下列說法中正確的是()A．糖、油脂、蛋白質都是自然有機高分子化合物B．人們常用的調味劑味精的成分是谷氨酸鈉C．海水淡化能解決淡水供應危機，向海水中加凈水劑明礬可以使海水淡化D．“日照香爐生紫煙”是指日光照射，香爐受熱使碘升華變成紫色蒸氣B解析淀粉、纖維素和蛋白質都是自然有機高分子化合物，單糖、二糖以及油脂不屬于高分子化合物，A項錯誤；人們常用的調味劑味精的成分是谷氨酸鈉，B項正確；海水淡化能解決淡水供應危機，明礬可以凈水，但不適用于淡化海水，C項錯誤；“日照香爐生紫煙”的意思是說“由于瀑布飛瀉，水氣蒸騰而上，在陽光照射下，仿佛香爐峰冉冉升起了團團紫煙”，由此可見這個“煙”事實上是水產生的霧氣，不是碘升華的現(xiàn)象，D項錯誤。2．下列說法中不正確的是()A．海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫B．海水中金元素的儲存量很大，但它的富集程度卻很低C．從海水中可以提取鈾和重水等核原料D．海水中的溴、氟等元素均為微量元素，但仍有提取的價值D解析海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫；海水中金元素的總儲量約為5×107t，但1t海水中的含量僅為4×10－6g，故它的富集程度很低；可從海水中提取鈾和重水等核原料，故A、B、C項正確；海水中的溴、氟元素為常量元素，D項錯誤。3．海洋中隱藏著巨大的化學資源，下列有關海水綜合利用的說法正確的是()A．蒸發(fā)海水可以生產單質碘B．蒸餾海水可以得到淡水C．電解海水可以制得單質鎂D．電解海水可以制得金屬鈉B解析A項，海水中的碘元素以I－的形式存在，可以加氧化劑將I－氧化為I2，最終再萃取蒸餾即可得到碘單質，錯誤；B項，利用蒸餾法使水變?yōu)樗魵猓缓笸ㄟ^冷凝得到蒸餾水，能使海水淡化，正確；C項，電解熔融MgCl2可以獲得金屬Mg，電解海水得不到金屬Mg，錯誤；D項，電解熔融NaCl可以獲得金屬Na，電解海水得不到金屬Na，錯誤。4．下列化工生產過程中，未涉及氧化還原反應的是()A．海帶提碘 B．氯堿工業(yè)C．氨堿法制堿 D．海水提溴C解析A項，海帶提碘是由KI變?yōu)镮2，有元素化合價的改變，屬于氧化還原反應，錯誤；B項，氯堿工業(yè)是由NaCl的水溶液在通電時反應產生NaOH、Cl2、H2，有元素化合價的改變，屬于氧化還原反應，錯誤；C項，氨堿法制取堿的過程中沒有元素化合價的改變，是非氧化還原反應，正確；D項，海水提溴是由溴元素的化合物變?yōu)殇逶氐膯钨|，有元素化合價的改變，屬于氧化還原反應，錯誤。5．若將海水淡化作飲用水運用，下列方法在原理上完全不行行的是()A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能使海水蒸餾淡化C．將海水緩慢凝固以獲得淡化的飲用水D．將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子A解析明礬凈水是利用Al3＋在水中生成的Al(OH)3膠體的吸附作用而除去水中的一些懸浮物，并不能使海水淡化。利用太陽能使海水蒸餾淡化，是有探討價值的一種淡化方法。海水緩慢凝固后可結成冰，在這個過程中可以除去海水中的離子而淡化。將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應用的海水淡化方法。6．從海帶中提取碘的試驗過程中涉及的下列操作正確的是()A．海帶灼燒成灰 B．過濾得到含I－的溶液C．放出碘的苯溶液 D．分別碘并回收苯D解析A項，應在坩堝中灼燒；B項，應用玻璃棒引流；C項，碘的苯溶液在上層，應從上口倒出。7．海水淡化可采納膜分別技術，如圖所示，對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池，而海水中的各種離子不能通過淡化膜，從而得到淡水。對加壓后淡化膜右側海水成分的改變進行分析，正確的是()A．溶質質量增加 B．溶液質量不變C．溶劑質量削減 D．溶質質量分數(shù)不變C解析右側海水中水分子能通過淡化膜進入左側淡水池，而各種離子不能通過淡化膜，故溶質質量不變，溶劑質量削減，溶質質量分數(shù)增大。8．我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當前科學探討的一項重要任務。下列有關海水綜合利用的說法不正確的是()A．從海水中提煉出的氘(含HDO0.03‰)進行核聚變，放出巨大的能量以解決能源問題，成為一條新的科學思路。HDO與H2O化學性質相同B．從海水中提取鎂可以采納下列方法：海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2·6H2Oeq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(△))MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．從海水獲得的碘，可以跟氧氣反應生成多種化合物，其中一種稱為碘酸碘，已知該化合物中碘元素呈＋3和＋5兩種價態(tài)，則這種化合物的化學式是I4O9D．除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質，加入的藥品依次為：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸D解析加入除雜試劑Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入，否則過量的鋇離子除不去。9．鎂及其合金是用途很廣泛的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下：(1)為了使MgSO4轉化為Mg(OH)2，試劑①可以選用________，要使MgSO4完全轉化為沉淀，加入試劑的量應________。(2)加入試劑①后，能夠分別得到Mg(OH)2沉淀的操作方法是________。(3)試劑②選用________，(填名稱)寫出反應的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產生鎂和氯氣，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。解析(1)工業(yè)上常加入廉價的石灰乳使海水中的MgSO4轉化為Mg(OH)2；為使MgSO4完全轉化為Mg(OH)2，應加入過量石灰乳。(2)加入石灰乳產生Mg(OH)2，通過過濾將Mg(OH)2分別出來。(3)用鹽酸溶解Mg(OH)2，反應的離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O。(4)工業(yè)上電解熔融MgCl2來制取Mg，反應的化學方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。答案(1)石灰乳過量(或足量)(2)過濾(3)鹽酸Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O(4)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑[發(fā)展目標]10．(雙選)“碳捕獲技術”是指通過肯定的方法將工業(yè)生產中產生的CO2分別出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕獲”CO2，其基本過程如圖所示(部分條件及物質未標出)：下列有關該方法的敘述正確的是()A．能耗大是該方法的一大缺點B．整個過程中，只有一種物質可以循環(huán)利用C．“反應分別”環(huán)節(jié)中，分別物質的基本操作是蒸發(fā)結晶、過濾D．該方法可削減碳排放，捕獲到的CO2還可用來制備甲醇等產品AD解析A項，該方法中從高溫反應爐分別出CO2，須要消耗較多能量；B項，整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用；C項，從捕獲室得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分別；D項，捕獲到的CO2可與H2反應制備甲醇：CO2＋3H2eq\o(→,\s\up7(肯定條件))CH3OH＋H2O。11．海水約占地球總儲水量的97%。若把海水淡化和化工生產結合起來，既可以解決淡水資源缺乏的問題，又可以充分利用海洋資源。(1)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產品，又稱為“氯堿工業(yè)”。也可以電解熔融氯化鈉制得鈉和氯氣，該反應方程式為______________________________________。(2)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產品及氯化鈉循環(huán)治理二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法流程如下：試寫出相應反應的化學方程式：②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。解析(1)電解熔融NaCl的化學方程式為2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。(2)該流程較清楚地展示了氯堿工業(yè)產品及NaCl循環(huán)治理含SO2的廢氣并回收SO2的原理，依據要求寫出化學方程式即可。答案(1)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑(2)②NaOH＋SO2=NaHSO3③H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl④NaHSO3＋HCl=NaCl＋SO2↑＋H2O12．假如你是一位企業(yè)家，在眾多開發(fā)海水資源的項目中，選擇了海水提鎂。請依據下列表中信息，按要求完成相關問題：表1海水中部分元素的含量元素濃度/(mg·L－1)元素濃度/(mg·L－1)鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.06表2部分化學試劑的市場價格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價格/(元/噸)523823001200700(1)在海水提鎂的過程中要實現(xiàn)對鎂離子的富集、分別，有以下三個方案：方案一：干脆往海水中加入沉淀劑。方案二：加熱蒸發(fā)海水后再加入沉淀劑。方案三：在曬鹽后所得的鹵水中加入沉淀劑。你認為方案________最合理。不選方案________的理由是________________；不選方案________的理由是__________________。(2)應當選擇________(填化學式)作為鎂離子的沉淀劑。若不考慮其他費用，則沉淀等量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價格之比為________。(3)在海水提鎂的過程中，可考慮以海邊的貝殼為原料，理由是____________________。解析(1)海水提鎂首先要對海水進行濃縮，然后加入沉淀劑，由于方案一奢侈原料，方案二奢侈能源，故最合理的是方案三。(2)依據部分化學試劑的市場價格，可推斷出CaO作為鎂離子的沉淀劑最為經濟。若沉淀amol鎂離子，則所用氫氧化鈉和氧化鈣的價格之比為(2a×40×10－6×2300)∶(a×56×10－6×700)＝230∶49。(3)貝殼的主要成分為碳酸鈣，可以采納高溫煅燒貝殼的方式生產氧化鈣，氧化鈣作為鎂離子的沉淀劑，降低成本。答案(1)三一海水中鎂離子的濃度太低，必需加入大量的沉淀劑才能沉淀Mg2＋，奢侈原料二要加熱蒸發(fā)海水需耗費大量能源(方案不選的理由對應即可，依次可變)(2)CaO230∶49(3)貝殼中含有碳酸鈣，加熱分解，生成的氧化鈣可用作沉淀劑，降低成本13．如圖是人類從海水資源獲得某些重要化工原料的流程示意圖：回答下列問題：(1)操作A是___________________________________和過濾(填試驗基本操作名稱)。(2)操作B需加入下列試劑中的一種，最合適的是______(選填編號)。a．氫氧化鈉溶液b．澄清石灰水c．石灰乳d．碳酸鈉溶液(3)工業(yè)上由無水MgCl2制取鎂的化學方程式為________________________。(4)0.25molCl2緩慢通入含有0.1molFeBr2、0.1molFeI2的混合溶液中，充分反應，試用一個離子方程式表示總反應：_________________________________________________。(5)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，將其平均分成兩份。向其中一份中漸漸加入銅粉，最多能溶解9.6g銅粉；向另一份中漸漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量的改變關系如圖所示(假設硝酸的還原產物為NO氣體)。則原混合溶液中NOeq\o\al(－,3)的物質的量為________，硫酸的物質的量濃度為________。解析(1)操作A為從海水中獲得粗鹽和苦鹵，由于NaCl的溶解度隨溫度上升改變不明顯，操作A為蒸發(fā)結晶和過濾。(2)操作B為向苦鹵中加入一種試劑使苦鹵中Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀。a項，NaOH溶液能使Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀，但NaOH比較昂貴；b項，澄清石灰水能使Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀，但Ca(OH)2微溶于水；c項，石灰乳能使Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀，且石灰乳比較便宜；d項，碳酸鈉溶液能使Mg2＋轉化為MgCO3沉淀，MgCO3的溶解度大于Mg(OH)2；最合適的試劑是石灰乳，答案選c。(3)工業(yè)上電解熔融MgCl2制Mg，反應的化學方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。(4)0.1molFeBr2、0.1molFeI2的混合溶液中含n(Fe2＋)＝0.2mol、n(Br－)＝0.2mol、n(I－)＝0.2mol；還原性I－>Fe2＋>Br－，Cl2先與I－發(fā)生反應Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，0.2molI－消耗0.1molCl2生成0.1molI2；與I－反應后余下Cl2為0.25mol－0.1mol＝0.15mol，接著發(fā)生反應Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，0.2molFe2＋消耗0.1molCl2生成0.2molFe3＋；Fe2＋完全反應后余下Cl2為0.15mol－0.1mol＝0.05mol，Cl2接著與Br－發(fā)生反應Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2,0.05molCl2消耗0.1molBr－生成0.05molBr2；反應中消耗的Cl2、I－、Fe2＋、Br－物質的量之比為0.25mol∶0.2mol∶0.2mol∶0.1mol＝5∶4∶4∶2，反應的離子方程式為5Cl2＋4I－＋4Fe2＋＋2Br－=10Cl－＋2I2＋4Fe3＋＋