精品高考化学一轮演练：3.4海水中的元素(含答案).pdf

高考化学复习备考精品资料第 4 讲海水中的元素(时间:45 分钟,满分:100 分)一、选择题(本题包括10 小题,每小题 5 分,共 50 分,每小题只有一个正确答案)1.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是()A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融 NaCl 可制备 Cl2D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析:海水中钾元素以离子形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A 错;海水蒸发制海盐发生的是物理变化,B 错;潮汐发电是将动能转化为电能,D 错。答案:C 2.从海藻灰中提取碘的方法是:往海藻灰浸取液中通入Cl2后用升华的方法将置换的碘提纯。但浸取液中通入Cl2时会生成少量性质类似于Cl2的 ICl 和 IBr,为了消除这两种杂质,使其中的碘完全游离出来,可加入适量的()A.CaO B.KI C.H2O D.酒精解析:在 ICl 和 IBr 中碘的化合价为+1 价,具有氧化性,能氧化 KI 中-1 价的碘,转化为碘单质。答案:B 3.海水淡化可采用膜分离技术,如右图所示。对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水,对加压后右侧海水成分的变化进行分析,正确的是()A.溶质质量增加B.溶液质量不变C.溶剂质量减少D.溶质质量分数不变解析:右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池,而各种离子不能通过淡化膜,故溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。答案:C 4.X、Y 是元素周期表第A 族中的两种元素。下列叙述中能说明X 的非金属性比Y 强的是()A.X 原子的电子层数比Y 原子的电子层数多B.X 的氢化物的沸点比Y 的氢化物的沸点低C.X 的气态氢化物比Y 的气态氢化物稳定D.Y 的单质能将X 从 NaX 的溶液中置换出来解析:A 项,第 A 族元素的电子层数越多,非金属性越弱;B 项,沸点高低是物理性质,不能用来说明物质的非金属性的强弱;D 项,说明 Y 的非金属性比X 强。答案:C 5.现在淡水资源的污染和日益匮乏已成为世界关注的焦点,若利用海水淡化法来提供淡水,下列做法不可行的是()A.加入明矾,使海水中的盐分沉淀并淡化B.将海水通过离子交换树脂,除去所含盐分C.利用太阳能,使海水蒸馏淡化D.采用膜分离技术使海水淡化解析:海水中加入明矾,只能对海水中的悬浮物起到净化作用,而不能使海水中的盐分发生沉淀而除去,不能使海水淡化。答案:A 6.天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S、Br-、C、HC 等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示。下列说法错误的是()A.天然海水pH 8 的原因是由于海水中的C、HC 水解B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HS、S等氧化生成S C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸D.“排放”出来的海水中S的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同解析:由于海水吸收了烟气中的SO2,通入氧气后被氧化成S,所以“排放”出来的海水中S 的浓度增大。答案:D 7.苦卤是海水蒸发结晶分离出来食盐后的母液,苦卤中有较多的NaCl、MgCl2、KBr、MgSO4等物质。空气吹出法是目前从海水中提取Br2的常用方法,流程如下:下列说法正确的是()A.假设生产160 kg Br2,整个过程中转移2 000 mol 电子B.最好采用分液的方法从反应后的溶液中分离出单质溴C.图示的工艺流程是一种没有任何缺陷的成熟的技术D.可用三步反应从苦卤中冶炼出金属镁解 析:从 苦 卤 中 提 取Br2需 发 生 反 应 ,反 应 都 是 将Br-氧 化 为Br2,反 应 为:SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,故生产 160 kg Br2(2 000 mol),整个过程中转移6 000 mol电子,A 项错误;Br2的沸点很低,应用蒸馏的方法从反应后的溶液中分离出单质溴,B 项错误;该工艺用了有毒的Cl2、SO2等物质,存在技术缺陷,C 项错误;向苦卤中加入过量的NaOH 溶液后过滤得到Mg(OH)2固体,向固体中加入盐酸得到MgCl2溶液,然后将 MgCl2溶液进行浓缩干燥得到MgCl2固体,电解熔融MgCl2得到 Mg,D 项正确。答案:D 8.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下:下列说法不正确的是()A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C.步骤,可将晶体置于HCl 气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析:海水中含有大量的镁元素,A 项正确;电解熔融 MgCl2时,阳极产生 Cl2,阴极产生金属镁,B项错误;因 MgCl2能水 解:MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl,为此将 MgCl26H2O 晶体置于 HCl气体氛围中加热脱水,其目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2,C 项正确;步骤涉及CaCO3的分解反应得到CaO,CaO 与 H2O 发生化合反应得到Ca(OH)2,步骤是电解涉及分解反应,步骤涉及MgCl2与 Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH)2和 CaCl2,D 项正确。答案:B 9.以卤水为原料,用下列方法制取镁,其中可行的是()A.直接电解卤水在阴极得镁B.向卤水里加钠可置换出镁C.卤水与石灰水混合,过滤,洗涤,取沉淀煅烧得氧化镁,用氢气还原氧化镁得镁D.卤水与石灰水混合,过滤,洗涤,取沉淀加盐酸溶液得MgCl2溶液,将溶液加热,蒸发浓缩,再冷却结晶,晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2,电解熔融MgCl2得镁解析:A 项中电解的阴极产物为H2;B 项中 Na 首先与水反应,不能置换Mg;C 项中 H2不能把Mg 还原出来;只有 D 项合理。答案:D 10.碘跟氧可以形成多种化合物,其中一种称为碘酸碘,在该化合物中碘元素呈+3、+5 两种价态,这种化合物的化学式是()A.I2O3B.I2O4C.I4O7D.I4O9解析:由其名称可写为O3)3。答案:D 二、非选择题(本题包括 4 小题,共 50 分)11.(14 分)海水中溴含量约为65 mg L-1,从海水中提取溴的工业流程如下:(1)以 上 步 骤 中 已 获 得 游 离 态 的 溴,步 骤 又 将 之 转 变 成 化 合 态 的 溴,其 目 的是。(2)步骤通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的。A.氧化性B.还原性C.挥发性D.腐蚀性(3)以上流程中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:Br2+CBr+Br-+CO2(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式:。(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是。A.乙醇B.四氯化碳C.烧碱溶液D.苯(6)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水,电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。电解时,阳极反应式为。若采用无隔膜的电解槽,将得到 H2和。解析:(1)由于海水中Br-的含量低,步骤中获得游离态的溴后,步骤中又将其转化为化合态的溴,其目的是富集溴元素。(2)步骤中用热空气或水蒸气吹出Br2,主要是利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr。(5)乙醇能与水互溶,不能用作萃取剂。(6)电解饱和食盐水,阳极为 Cl-放电,电极反应式为:2Cl-2e-Cl2。若采用无隔膜的电解槽,则阴极产生的NaOH 与阳极产生的Cl2反应得到NaClO。答案:(1)富集(或浓缩)溴元素(2)C(3)33153(4)SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4(5)BD(6)2Cl-2e-Cl2NaClO 12.(12 分)海洋是重要的资源宝库,利用海水等可制得多种化工产品。下图是以海水、贝壳等为原料制取几种化工产品的转化关系图,其中 E 是一种化肥,N 是一种常见的金属单质,M、L是常见气态单质。试填写下列空白:(1)反应的化学方程式是。(2)在进行反应时,在固体 B 的溶液中是先通入D 气体还是先通入NH3?。(3)反应中哪种物质可循环利用?。(4)以上转化关系图中没有涉及的反应类型是(选填四种基本反应类型中的一种)。(5)由 K 溶液经如何处理才能制得N?。解析:贝壳的主要成分是CaCO3,煅烧贝壳时得到的固体C 是 CaO,D 是 CO2;海水中含有大量的 NaCl、MgCl2等物质,将海水曝晒过滤后得到的固体B 是 NaCl,母液中含有MgCl2;反应是侯氏制碱法中最重要的一步反应,F 是 NaHCO3,E 是 NH4Cl;CaO 加入含有MgCl2的母液中时发生如下反应:CaO+H2OCa(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2,煅烧 Mg(OH)2得到 MgO;K 是 MgCl2,电解熔融态的MgCl2可得到 Mg 和 Cl2,显然 M 是 Cl2,L 是 H2,J 是 HCl。反应得到的NaHCO3受热分解能得到CO2,CO2可循环利用。MgCl2容易水解,在由 MgCl2溶液制备无水MgCl2时,要注意防止水解。答案:(1)NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl(2)先通入 NH3(3)CO2(4)置换反应(5)MgCl2溶液要在HCl 气流中进行蒸发结晶制得MgCl2晶体,熔融后电解才能制取金属镁13.(12 分)把海水过滤除杂,在提取了氯化钠、溴、镁等化学物质后,利用剩余的富碘卤水采用下面的工艺流程生产单质碘:回答下列问题:(1)乙、丁中溶质的化学式为、;(2)第步操作中用稀硫酸浸洗的目的是;(3)第步操作可提取纯I2的两种方法是和(不要求写出具体步骤);(4)检验得到I2的方法是。解析:根据框图可知向含I-的卤水中加入AgNO3溶液,则甲为AgI,加入适量铁屑,置换出AgI中的银,则乙为FeI2,单质银中过量铁屑可用稀硫酸除去;FeI2中通入过量Cl2得到 I2和 FeCl3,则丁为FeCl3;利用碘单质的特征,可以用升华或萃取的方法提取碘;一般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。答案:(1)FeI2FeCl3(2)用稀硫酸除去银中的过量铁屑(3)升华萃取(4)取少量产物加入淀粉溶液,若变蓝,说明得到了单质碘,若不变蓝,则没有得到单质碘14.(12 分)海水中蕴藏着丰富的化学资源,下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。请回答下列问题。(1)请列举两种海水淡化的方法:。(2)用电解饱和食盐水法生产NaOH 过程中 NaOH 在电解槽的极生成,总反应的化学方程 式 为,每 生 成1 mol NaOH,电 路 中 电 子 流 量 为mol。(3)操作a为在干燥的HCl气流中加热,原因是。(4)镁是一种用途很广泛的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。已知有关物质的熔沸点数据如下:MgO MgCl2熔点/2 852 714 沸点/3 600 1 412 结合表中数据和实际生产情况说明,工业上生产镁采用电解MgCl2而不是电解MgO 的理由:。解 析:(2)电 解 饱 和 食 盐 水 时 阳 极 反 应 为2Cl-2e-Cl2,阴 极 反 应 为2H2O+2e-H2+2OH-,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;由方程式可知,每生成 1 mol NaOH,有 1 mol 电子转移。(4)由所给数据可知MgO 比 MgCl2的熔点高很多,对于实际的生产设备要求高且能耗大,成本也高。答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冷冻法等方法中的两种(2)阴2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl21(3)在干燥的 HCl 气流中,抑制了 MgCl2水解,且带走 MgCl2 6H2O 受热产生的水汽,故能得到无水 MgCl2(4)MgO 比 MgCl2的熔点高,电解 MgO 比电解 MgCl2耗能多