内容正文:
微专题速练19 海水资源的综合利用
1.(2025·江苏泰州市高三模拟)海洋是一个巨大的化学资源宝库,含有80多种元素,其中含有较高的钠和氯元素。化学家常用廉价氯化钠为原料制备纯碱,也可用于电解方法获得金属钠、氯气、氢气等,并进一步将其转化为生产、生活和科学实验中用途更为广泛的新物质,如ClO2、Na2O2、NaClO等。下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.Na2CO3溶液显碱性,可用作除油污剂
B.NaHCO3受热易分解,可用作抗酸药物
C.Na2O2具有还原性,可用作供氧剂
D.NaClO具有强氧化性,可用作混凝剂
2.从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是( )
A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
3.(2024·黑龙江绥化市联考)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.“沉镁”时可能发生反应:CaO+H2O===Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+===Mg(OH)2+Ca2+
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚
C.“氯化”过程中发生的反应为气体分子数增加的反应
D.不可以通过直接灼烧MgCl2·6H2O晶体的方法得到无水MgCl2固体
4.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
5.以处理后的海水(含NaI)为原料制取I2的某工艺流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“沉淀”后所得上层清液中c(Ag+)·c(I-)<Ksp(AgI)
B.加Fe还原前用AgNO3沉淀的目的是实现I-的富集
C.“滤渣”只含一种金属
D.“氧化”的目的是将I-、Fe2+完全转化为I2、Fe3+
6.(2025·西安八十五中学模拟)海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
下列说法不正确的是( )
A.设计步骤Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为3Br2++5Br-+3CO2↑
C.步骤Ⅲ中氧化Br-的微粒是
D.步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏
7.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图。下列说法正确的是( )
A.除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.氯碱工业可直接得到H2、O2、NaOH
D.SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为SO2+Br2+2H2O===2H+++2HBr
8.用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-形式存在)的工艺流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.流程中①和④所得溶液中的I-浓度相等
B.若②和⑤中分别得到等量的I2,则消耗的∶n(KClO3)=3∶1
C.流程中④发生的离子反应:I2++2H+
D.制备10 mol I2,理论上需KClO3的质量约为408 g
9.海洋中有丰富的资源,从中可以制取氯、溴、碘的单质及其化合物。
Ⅰ.氯气是一种重要的化工原料,是氯碱工业的主要产品之一,它是一种常用的消毒剂。由于氯气贮存运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,工业上利用氯气和石灰乳生产漂白粉的主要化学方程式是______________________,在空气中漂白粉长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明)________________________________________________________________________、2HClO2HCl+O2↑。
Ⅱ.海水中溴元素以NaBr形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)将海水浓缩的方法是______________。
(2)步骤①反应的化学方程式是________________________________。
(3)步骤②通入热空气吹出Br2,利用了Br2的____________(填字母)。
A.氧化性 B.还原性
C.挥发性 D.腐蚀性
Ⅲ.碘及其化合物在科研、生活等方面有广泛用途。如图所示为从海带中制取碘的工艺流程。
已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。
(1)步骤X中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是________________________________________________________________________。
(2)下列有关步骤Y的说法中正确的是______(填字母)。
A.应控制NaOH溶液的浓度和体积
B.将碘单质转化成碘离子进入水层
C.主要是除去海带浸取原液中的有机杂质
D.NaOH溶液可以用乙醇代替
(3)向上层清液中加入H2SO4溶液,发生反应的化学方程式为__________________,由于碘单质在水中的溶解度较小,且通过富集后得到的碘单质浓度较大,操作Z的名称为_______________________________。
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微专题速练19 海水资源的综合利用
1.A Na2CO3溶液显碱性,油污可以在碱性下水解,所以可以用作除油污剂,A项正确;NaHCO3可作抗酸药,是由于其具有一定的碱性,可以和胃酸反应,和其受热易分解没有对应关系,B项错误;Na2O2可用作供氧剂是因为其具有氧化性和还原性,可与水或二氧化碳反应产生氧气,C项错误;NaClO具有强氧化性,可用作消毒剂,D项错误。
2.C X试剂的作用是吸收溴单质,转化为+2Br-+2H+,A正确;C中没有明确标准状况,无法计算出消耗Cl2的体积,C不正确;步骤Ⅲ中发生反应Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,再经过步骤Ⅳ,先萃取出Br2,然后分液,再用蒸馏的方法分离萃取剂和溴,B、D正确。
3.C “沉镁”是将Mg转化为Mg(OH)2,用CaO或者,可能发生反应:CaO+H2O===Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+===Mg(OH)2+Ca2+,A正确;煅烧固体时应选用耐高温的坩埚,B正确;“氯化”过程中在氯气氛围中高温煅烧氧化镁和碳混合物将镁转化为氯化镁,反应方程式为MgO+C+Cl2MgCl2+CO,反应为气体分子数不变的反应,C错误;直接灼烧MgCl2·6H2O晶体不能得到无水氯化镁。
4.C A项,向苦卤中通入Cl2时发生反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,是为了提取溴,正确;B项,将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质,然后向滤液中加入沉淀剂,过滤除去可溶性杂质,最后重结晶可得精盐,正确;C项,工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂,错误;D项,由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小,因此利用Br2的挥发性,可先用热空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原为HBr进行富集,正确。
5.B “沉淀”后所得上层清液为AgI的饱和溶液,c(Ag+)·c(I-)=Ksp(AgI),故A错误;加Fe还原前用AgNO3溶液,可将溶液中碘离子转化为AgI沉淀,从而实现I-的富集,故B正确;滤渣中含过量的铁以及置换出的银单质,故C错误;还原性I->Fe2+,“氧化”的目的是将I-完全转化为I2,Fe2+不一定被Cl2氧化,故D错误。
6.C 步骤Ⅱ是将Br2转化为Br-、,步骤Ⅲ是将Br-、转化为Br2,从而使Br2溶液的浓度由小变大,则设计实验Ⅱ、Ⅲ目的是富集溴元素,A正确;步骤Ⅱ中,热空气吹出Br2并用Na2CO3吸收,可生成Br-、等,发生反应的离子方程式为3Br2++5Br-+3CO2↑,B正确;步骤Ⅲ中,Br-、发生归中反应生成Br2,则氧化Br-的微粒是,C不正确;步骤Ⅱ吹出的溴也可先用二氧化硫水溶液吸收,生成硫酸和HBr,再用氯气氧化HBr生成Br2,蒸馏可获得Br2,D正确。
7.B A项中的加入顺序会导致过量的Ba2+无法除去,错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2(无水)的方法制取的,B项正确;氯碱工业的产品中不含O2,C项错误;HBr为强酸,写离子方程式应拆开,D项错误。
8.A 流程中①和④所得溶液中的碘离子物质的量相同,为碘富集过程,c(I-)后者大于前者,故A错误;流程中④为碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成碘化氢和硫酸钠,离子方程式为I2++2H+,故C正确;②中离子反应为Cl2+2I-===I2+2Cl-,⑤中氯酸钾可氧化碘离子生成碘单质,离子反应为6I-++6H+===3I2+Cl-+3H2O,则得到等量的I2时消耗的n(Cl2)∶n(KClO3)=3∶1;制备10 mol I2,理论上需KClO3的物质的量为 mol,质量为122.5 g·mol-1× mol≈408 g,故B、D正确。
9.解析:Ⅱ.(1)将海水浓缩,就是设法减少其中的水,可以利用水易挥发的性质进行蒸发浓缩,故将海水浓缩的方法是蒸发。Ⅲ.(2)由题中信息可知,步骤Y中,发生反应3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O,将碘单质转化成碘离子和碘酸根离子进入水层,B不正确;该步骤主要是为了将碘与有机层分离,将碘转化为易溶于水的物质,以方便提纯,C不正确;乙醇与四氯化碳互溶,无法分液,D不正确。(3)向上层清液中加入H2SO4溶液,碘离子和碘酸根离子在H+条件下发生归中反应生成I2,该反应的化学方程式为5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O,由图中及题给信息可知,操作Z的名称为过滤。
答案:Ⅰ.2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O +H2O+CO2===CaCO3+2HClO
Ⅱ.(1)蒸发 (2)2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 (3)C
Ⅲ.(1)液体分层,上层呈浅黄色,下层呈紫红色 (2)A
(3)5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O 过滤
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