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第16课 海水资源的利用及环境保护
普查与练习16Ⅰ 海水资源的开发利用
1.海水淡化的方法
(1)(2023汇编,6分)地球上的大部分水是以海水形式存在的,海水淡化可以缓解淡水资源不足。下列有关海水淡化的方法在原理上不可行的是( )
①加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
②蒸馏海水,将水蒸气冷凝
③将海水暴晒,滤掉析出的盐
④将海水加压,使水分子通过半透膜以滤去盐分
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
答案:C
解析:明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O,能水解生成Al(OH)3胶体吸附海水中的悬浮物,但不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化,故①错误,符合题意。蒸馏法能将海水中的水蒸发而把盐留下,再将水蒸气冷凝为液态的淡水,故②正确,不符合题意。海水暴晒后,滤掉析出的盐,剩下的液体是NaCl饱和溶液,无法得到淡水,故③错误,符合题意。某些由特殊材料制成的半透膜只允许水分子通过,而离子无法通过,由此可以将海水淡化,故④正确,不符合题意。综上所述,故C项符合题意。
(2)(2021山东百所名校联考,4分)某地海水中主要离子的含量如下表,现利用电渗析法进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是( )
A.甲室的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.淡化过程中在戊室发生的反应:OH-+Ca2++HCO===CaCO3↓+H2O、2OH-+Mg2+===Mg(OH)2↓
C.若将阳膜和阴膜的位置互换,则淡水的出口为a、c
D.当通过丙室阴膜的离子的物质的量为1 mol时,甲室收集到气体11.2 L(标准状况)
答案:D
解析:Cl-放电能力大于OH-,所以阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,故A项正确,不符合题意。开始电解时,阴极上水得电子生成氢气和OH-,生成的OH-和Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,反应的离子方程式:2OH-+Mg2+===Mg(OH)2↓,生成的OH-和HCO反应生成CO,Ca2+转化为CaCO3沉淀,所以电解一段时间后戊室会发生反应:OH-+Ca2++HCO===CaCO3↓+H2O、2OH-+Mg2+===Mg(OH)2↓,故B项正确,不符合题意。若将阳膜和阴膜的位置互换,电解时乙室阴离子移向甲室,阳离子移向丙室,丁室阴离子移向丙室,阳离子移向戊室,所以乙室和丁室中物质主要是水,淡水的出口为a、c,故C项正确,不符合题意。通过丙室阴膜的离子有Cl-、SO、OH-、HCO等,每通过1 mol SO转移2 mol 电子,所以通过丙室阴膜的离子的物质的量为1 mol时,转移电子数大于1 mol,甲室的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,甲室收集到标况下的气体大于11.2 L,故D项错误,符合题意。
2.海水中溴、碘、镁的开发利用
(3)(2020北京昌平区模拟,3分)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:
下列说法不正确的是( )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
解析:通入氯气,发生反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,溴易挥发,可用空气吹出,因此进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2,故A项正确,不符合题意。在吸收塔中,Br2、SO2、H2O三者发生反应:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,所以从吸收塔流出的溶液主要含有溶质HBr和H2SO4,故B项正确,不符合题意。经过吸收塔后,可使溶液中的Br-远大于海水中Br-的浓度,溴元素得到富集,故C项正确,不符合题意。在吹出塔中通入水蒸气,有助于溴挥发逸出,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,水为溶剂,但本身不参与反应,同时提供热量,使反应产生的溴单质变为蒸气,经冷凝、精馏得到产品,可见两次通入水蒸气都未参加反应,故D项错误,符合题意。
(4)(2023汇编,6分)实验室利用海带提取碘单质的流程如图。下列说法正确的是____________(填序号)。
①操作Ⅰ需要三脚架、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等仪器
②操作Ⅱ可用CCl4溶解海带灰,增强碘的浸出率
③操作Ⅲ使用抽滤装置比用过滤装置效果好
④操作Ⅳ加入硫酸酸化的过氧化氢溶液也能达到目的,反应的离子方程式为2I-+H2O2===I2+2OH-
⑤操作Ⅵ为提高冷凝效果,可选用球形冷凝管
答案:③
解析:操作Ⅰ需在坩埚中灼烧,需要三脚架、坩埚、酒精灯、玻璃棒等仪器,故①错误。海带中含有的是碘离子不是碘单质,用四氯化碳溶解海带灰不能增强碘的浸出率,故②错误