2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第4章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第1節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第2課時(shí)海水資源的開(kāi)發(fā)利用課后限時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修2VIP

PAGE8-海水資源的開(kāi)發(fā)利用考點(diǎn)對(duì)應(yīng)題號(hào)基本目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)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(yīng)用1,4,710,11[基本目標(biāo)]1．下列說(shuō)法中正確的是()A．糖、油脂、蛋白質(zhì)都是自然有機(jī)高分子化合物B．人們常用的調(diào)味劑味精的成分是谷氨酸鈉C．海水淡化能解決淡水供應(yīng)危機(jī)，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(zhì)都是自然有機(jī)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(xiàng)錯(cuò)誤；人們常用的調(diào)味劑味精的成分是谷氨酸鈉，B項(xiàng)正確；海水淡化能解決淡水供應(yīng)危機(jī)，明礬可以凈水，但不適用于淡化海水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；“日照香爐生紫煙”的意思是說(shuō)“由于瀑布飛瀉，水氣蒸騰而上，在陽(yáng)光照射下，仿佛香爐峰冉冉升起了團(tuán)團(tuán)紫煙”，由此可見(jiàn)這個(gè)“煙”事實(shí)上是水產(chǎn)生的霧氣，不是碘升華的現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法中不正確的是()A．海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開(kāi)發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)B．海水中金元素的儲(chǔ)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(jià)值D解析海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開(kāi)發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)；海水中金元素的總儲(chǔ)量約為5×107t，但1t海水中的含量?jī)H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(xiàng)正確；海水中的溴、氟元素為常量元素，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．海洋中隱藏著巨大的化學(xué)資源，下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法正確的是()A．蒸發(fā)海水可以生產(chǎn)單質(zhì)碘B．蒸餾海水可以得到淡水C．電解海水可以制得單質(zhì)鎂D．電解海水可以制得金屬鈉B解析A項(xiàng)，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(zhì)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，利用蒸餾法使水變?yōu)樗魵猓缓笸ㄟ^(guò)冷凝得到蒸餾水，能使海水淡化，正確；C項(xiàng)，電解熔融MgCl2可以獲得金屬M(fèi)g，電解海水得不到金屬M(fèi)g，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解熔融NaCl可以獲得金屬Na，電解海水得不到金屬Na，錯(cuò)誤。4．下列化工生產(chǎn)過(guò)程中，未涉及氧化還原反應(yīng)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(xiàng)，海帶提碘是由KI變?yōu)镮2，有元素化合價(jià)的改變，屬于氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氯堿工業(yè)是由NaCl的水溶液在通電時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生NaOH、Cl2、H2，有元素化合價(jià)的改變，屬于氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氨堿法制取堿的過(guò)程中沒(méi)有元素化合價(jià)的改變，是非氧化還原反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，海水提溴是由溴元素的化合物變?yōu)殇逶氐膯钨|(zhì)，有元素化合價(jià)的改變，屬于氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。5．若將海水淡化作飲用水運(yùn)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(yáng)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(guò)離子交換樹(shù)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(yáng)能使海水蒸餾淡化，是有探討價(jià)值的一種淡化方法。海水緩慢凝固后可結(jié)成冰，在這個(gè)過(guò)程中可以除去海水中的離子而淡化。將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂使海水淡化是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法。6．從海帶中提取碘的試驗(yàn)過(guò)程中涉及的下列操作正確的是()A．海帶灼燒成灰 B．過(guò)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(xiàng)，應(yīng)在坩堝中灼燒；B項(xiàng)，應(yīng)用玻璃棒引流；C項(xiàng)，碘的苯溶液在上層，應(yīng)從上口倒出。7．海水淡化可采納膜分別技術(shù)，如圖所示，對(duì)淡化膜右側(cè)的海水加壓，水分子可以透過(guò)淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而海水中的各種離子不能通過(guò)淡化膜，從而得到淡水。對(duì)加壓后淡化膜右側(cè)海水成分的改變進(jìn)行分析，正確的是()A．溶質(zhì)質(zhì)量增加 B．溶液質(zhì)量不變C．溶劑質(zhì)量削減 D．溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C解析右側(cè)海水中水分子能通過(guò)淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而各種離子不能通過(guò)淡化膜，故溶質(zhì)質(zhì)量不變，溶劑質(zhì)量削減，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大。8．我國(guó)有豐富的海水資源，開(kāi)發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)探討的一項(xiàng)重要任務(wù)。下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法不正確的是()A．從海水中提煉出的氘(含HDO0.03‰)進(jìn)行核聚變，放出巨大的能量以解決能源問(wèn)題，成為一條新的科學(xué)思路。HDO與H2O化學(xué)性質(zhì)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(yīng)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(jià)態(tài)，則這種化合物的化學(xué)式是I4O9D．除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的藥品依次為：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過(guò)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(guò)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(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用________，要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)________。(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(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。解析(1)工業(yè)上常加入廉價(jià)的石灰乳使海水中的MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2；為使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，應(yīng)加入過(guò)量石灰乳。(2)加入石灰乳產(chǎn)生Mg(OH)2，通過(guò)過(guò)濾將Mg(OH)2分別出來(lái)。(3)用鹽酸溶解Mg(OH)2，反應(yīng)的離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O。(4)工業(yè)上電解熔融MgCl2來(lái)制取Mg，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。答案(1)石灰乳過(guò)量(或足量)(2)過(guò)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(biāo)]10．(雙選)“碳捕獲技術(shù)”是指通過(guò)肯定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分別出來(lái)并利用。如可利用NaOH溶液來(lái)“捕獲”CO2，其基本過(guò)程如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)：下列有關(guān)該方法的敘述正確的是()A．能耗大是該方法的一大缺點(diǎn)B．整個(gè)過(guò)程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用C．“反應(yīng)分別”環(huán)節(jié)中，分別物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾D．該方法可削減碳排放，捕獲到的CO2還可用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品AD解析A項(xiàng)，該方法中從高溫反應(yīng)爐分別出CO2，須要消耗較多能量；B項(xiàng)，整個(gè)過(guò)程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用；C項(xiàng)，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(guò)過(guò)濾的方法即可分別；D項(xiàng)，捕獲到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO2＋3H2eq\o(→,\s\up7(肯定條件))CH3OH＋H2O。11．海水約占地球總儲(chǔ)水量的97%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，既可以解決淡水資源缺乏的問(wèn)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(chǎn)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(yīng)方程式為_(kāi)_____________________________________。(2)近年來(lái)，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)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(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。解析(1)電解熔融NaCl的化學(xué)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(chǎn)品及NaCl循環(huán)治理含SO2的廢氣并回收SO2的原理，依據(jù)要求寫出化學(xué)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(diǎn)燃))2HCl④NaHSO3＋HCl=NaCl＋SO2↑＋H2O12．假如你是一位企業(yè)家，在眾多開(kāi)發(fā)海水資源的項(xiàng)目中，選擇了海水提鎂。請(qǐng)依據(jù)下列表中信息，按要求完成相關(guān)問(wèn)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(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格/(元/噸)523823001200700(1)在海水提鎂的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集、分別，有以下三個(gè)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(rèn)為方案________最合理。不選方案________的理由是________________；不選方案________的理由是__________________。(2)應(yīng)當(dāng)選擇________(填化學(xué)式)作為鎂離子的沉淀劑。若不考慮其他費(fèi)用，則沉淀等量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)格之比為_(kāi)_______。(3)在海水提鎂的過(guò)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(duì)海水進(jìn)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(jù)部分化學(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格，可推斷出CaO作為鎂離子的沉淀劑最為經(jīng)濟(jì)。若沉淀amol鎂離子，則所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)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(chǎn)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(fèi)大量能源(方案不選的理由對(duì)應(yīng)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(wèn)題：(1)操作A是___________________________________和過(guò)濾(填試驗(yàn)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(hào))。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(wú)水MgCl2制取鎂的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。(4)0.25molCl2緩慢通入含有0.1molFeBr2、0.1molFeI2的混合溶液中，充分反應(yīng)，試用一個(gè)離子方程式表示總反應(yīng)：_________________________________________________。(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(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的改變關(guān)系如圖所示(假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體)。則原混合溶液中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為_(kāi)_______，硫酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______。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(jié)晶和過(guò)濾。(2)操作B為向苦鹵中加入一種試劑使苦鹵中Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。a項(xiàng)，NaOH溶液能使Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，但NaOH比較昂貴；b項(xiàng)，澄清石灰水能使Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，但Ca(OH)2微溶于水；c項(xiàng)，石灰乳能使Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，且石灰乳比較便宜；d項(xiàng)，碳酸鈉溶液能使Mg2＋轉(zhuǎn)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)Cl2＋2I－=2Cl－＋I(xiàn)2，0.2molI－消耗0.1molCl2生成0.1molI2；與I－反應(yīng)后余下Cl2為0.25mol－0.1mol＝0.15mol，接著發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，0.2molFe2＋消耗0.1molCl2生成0.2molFe3＋；Fe2＋完全反應(yīng)后余下Cl2為0.15mol－0.1mol＝0.05mol，Cl2接著與Br－發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2,0.05molCl2消耗0.1molBr－生成0.05molBr2；反應(yīng)中消耗的Cl2、I－、Fe2＋、Br－物質(zhì)的量之比為0.25mol∶0.2mol∶0.2mol∶0.1mol＝5∶4∶4∶2，反應(yīng)的離子方程式為5Cl2＋4I－＋4Fe2＋＋2Br－=10Cl－＋2I2＋4Fe3＋＋