- 化学与资源开发利用
- 共19748题
海水中蕴藏着丰富的资源.海水综合利用的流程图如下.
(1)粗盐中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-及泥沙等杂质,需要提纯后才能综合利用.
粗盐提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④调节溶液的pH等于7;⑤溶解;⑥过滤; ⑦蒸发.正确的操作顺序是______(填写序号字母).
A.⑤①③②④⑥⑦B.⑤①②③⑥④⑦C.⑤③①②⑥④⑦D.⑤③②①⑥④⑦
(2)NaCl做原料可以得到多种产品.
①工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是:将金属钠迅速升温至熔化,并控制温度在300-400℃,通入经处理过的空气可制得过氧化钠,进行该处理的目的是______.工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠,你认为可能含有的杂质是______(填化学式).
②实验室用惰性电极电解100mL0.1mol/LNaCl溶液,若阴阳两极均得到112mL气体(标准状况),则所得溶液的pH为______(忽略反应前后溶液的体积变化).
③电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式:______.
(3)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源,经转化后可获得MgCl2粗产品.
物质开始沉淀、沉淀完全需要的pH
①粗产品的溶液中含有Na+、Fe2+、Fe3+和Mn2+,需将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去.因此先向溶液中加入一种上述(2)中得到的物质NaClO,然后控制溶液的pH为______.
②在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒,利用电化学原理来防止内胆腐蚀,写出正极的电极反应式:______.
正确答案
D
防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸汽反应
Na2O
13
NaCl+H2ONaClO+H2↑
9.5≤PH<10.0
O2+2H2O+4e-=4OH-
解析
解:(1)去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;
加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序;然后调节溶液的pH等于7后蒸发即可.所以顺序为⑤③②①⑥④⑦或⑤②③①⑥④⑦;
故答案为:D;
(2)①空气中的二氧化碳和水蒸气均能与过氧化钠反应,必须先除去空气中的二氧化碳与水蒸气,在通入到容器中和金属钠反应;钠在温度较低时可以和氧气缓慢氧化成氧化钠;
故答案为:防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸汽反应;Na2O;
②因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为112mL即0.005mol时,生成氢氧化钠的物质的量为0.01mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=
═0.1mol/L,所以氢离子的浓度为
=1×10-13mol/L,pH=13,
故答案为:13;
③③根据题意可知,氯气和氢氧化钠溶液反应生成物中只有一种溶质,所以该溶质是偏铝酸钠,则反应的化学方程式是NaCl+H2ONaClO+H2↑,
故答案为:NaCl+H2ONaClO+H2↑;
(3)①从图中可看出将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去,PH最低应该为9.5,PH=10.0时Mg2+开始沉淀,所以PH值最大应小于10.0,
故答案为:9.5≤PH<10.0;
②金属发生电化学腐蚀,正极发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-.
利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.工业溴中含少量Cl2,用NaOH溶液除去,溴和氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,反应的化学方程式为:Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O,溴被除去,故A错误;
B.从MgCl2溶液中得到MgCl2固体,电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故B正确;
C.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质,用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收转化为HBr,达到富集的目的,故C正确;
D.若提取1 mol Br2,依据2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,提取粗溴消耗氯气物质的量为:1mol,得到纯溴需氯气物质的量为:1mol,所以在标准状况下体积为V=nVm=2mol×224.4L/mol=44.8 L,故D正确;
故选A.
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是海水综合利用的一个方面
根据上述流程图,请回答下列问题:
(1)①②两步加入的试剂和有关的离子方程式为______.
(2)写出③④⑤的化学方程式:______、______、______.
(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步揍______.
(4)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:溶解时,______过滤时,______蒸发时,______.
正确答案
解:分析流程可知利用生石灰溶于水反应生成氢氧化钙石灰乳,加入沉淀池中沉淀镁离子,过滤得到氢氧化镁沉淀,加入试剂盐酸溶解氢氧化镁得到氯化镁溶液,通过浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤的氯化镁晶体,电解熔融氯化镁得到镁;滤液中加入氯气氧化溴离子得到溴单质,通过萃取分液方法得到溴单质;电解氯化钠溶液得到氯气、氢气、氢氧化钠.
(1)①步加入的试剂是氯气氧化溴离子得到溴单质,通过萃取分液方法得到溴单质,反应离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;反应②为氢氧化钙和溴化镁反应,离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,
故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
(2)③为氢氧化镁和盐酸反应Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O;④反应是电解熔融氯化镁,反应的化学方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑;反应⑤为电解食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O;MgCl2Mg+Cl2↑;2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)溶度积常数大的物质向溶度积常数小的物质转化,氢氧化钙的溶度积常数大于氢氧化镁,所以加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤得到氢氧化镁固体,
故答案为:加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤;
(4)粗盐制成精盐的过程中,溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,溶解时搅拌可加速溶解,过滤时引流使液体沿着玻璃棒流下,蒸发时玻璃棒转移固体,即分别起搅拌、引流、转移固体的作用,
故答案为:搅拌;引流;转移固体.
解析
解:分析流程可知利用生石灰溶于水反应生成氢氧化钙石灰乳,加入沉淀池中沉淀镁离子,过滤得到氢氧化镁沉淀,加入试剂盐酸溶解氢氧化镁得到氯化镁溶液,通过浓缩蒸发,冷却结晶,过滤洗涤的氯化镁晶体,电解熔融氯化镁得到镁;滤液中加入氯气氧化溴离子得到溴单质,通过萃取分液方法得到溴单质;电解氯化钠溶液得到氯气、氢气、氢氧化钠.
(1)①步加入的试剂是氯气氧化溴离子得到溴单质,通过萃取分液方法得到溴单质,反应离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;反应②为氢氧化钙和溴化镁反应,离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,
故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
(2)③为氢氧化镁和盐酸反应Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O;④反应是电解熔融氯化镁,反应的化学方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑;反应⑤为电解食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O;MgCl2Mg+Cl2↑;2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)溶度积常数大的物质向溶度积常数小的物质转化,氢氧化钙的溶度积常数大于氢氧化镁,所以加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤得到氢氧化镁固体,
故答案为:加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤;
(4)粗盐制成精盐的过程中,溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,溶解时搅拌可加速溶解,过滤时引流使液体沿着玻璃棒流下,蒸发时玻璃棒转移固体,即分别起搅拌、引流、转移固体的作用,
故答案为:搅拌;引流;转移固体.
从海水中提取单质镁,下列途径合理的是( )
正确答案
解析
解:海水中含有镁离子,要想从海水中提取镁,首先要将镁离子转化为难溶性的镁的化合物,镁是活泼金属,所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁.
工艺流程为:煅烧贝壳发生的反应为CaCO3CO2↑+CaO,氧化钙和水反应制得石灰乳,反应方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2,镁离子和石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,电解熔融氯化镁制得Mg,反应方程式为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,只有C选项正确;
故选C.
海水中蕴藏着丰富的资源.海水综合利用的流程图如图.
(1)用NaCl做原料可以得到多种产品.
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是______
②实验室用惰性电极电解100mL0.1mol/LNaCl溶液,若阴阳两极均得到112mL气体(标准状况),则所得溶液的pH为______(忽略反应前后溶液的体积变化).
③电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式:______.
(2)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源,经过下列途径可获得金属镁:卤水Mg(OH)2
MgCl2溶液→MgCl2•6H2O→MgCl2
Mg,其中,由MgCl2•6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①图中,装置a由______、______、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是______
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是______
④装置b中填充的物质可能是______.
正确答案
解:(1)①因钠比较活泼,制取时只能采用电解的方法,方程式为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,
故答案为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
②电解饱和食盐水在阴极得到氢气,阳极得到氯气,氯气的物质的量为:=0.005mol,由2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH 可知,Cl2↑~H2↑~2NaOH,则n(NaOH)=2n(Cl2)=2×0.005mol=0.01mol,c(NaOH)═0.1mol/L,所以pH=13,
故答案为:13;
③“84”消毒液为次氯酸钠溶液,电解氯化钠溶液制取次氯酸钠的方程式为:NaCl+H2ONaClO+H2↑,
故答案为:NaCl+H2ONaClO+H2↑;
(2)①装置用到的仪器有:圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管,
故答案为:分液漏斗;烧瓶;
②氯化镁易水解,应在氯化氢气流中获得其晶体,氯化氢可以循环使用,
故答案为:盐酸;
③如果直接在空气中加热MgCl2•6H2O则Mg2+会水解的生成Mg(OH)Cl和HCl,通入HCl可以抑制其水解,
故答案为:抑制晶体失水过程中的水解;
④酸性气体的干燥必须用酸性干燥剂或中性干燥剂,一般用无水氯化钙作为干燥剂,
故答案为:氯化钙.
解析
解:(1)①因钠比较活泼,制取时只能采用电解的方法,方程式为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,
故答案为:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
②电解饱和食盐水在阴极得到氢气,阳极得到氯气,氯气的物质的量为:=0.005mol,由2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH 可知,Cl2↑~H2↑~2NaOH,则n(NaOH)=2n(Cl2)=2×0.005mol=0.01mol,c(NaOH)═0.1mol/L,所以pH=13,
故答案为:13;
③“84”消毒液为次氯酸钠溶液,电解氯化钠溶液制取次氯酸钠的方程式为:NaCl+H2ONaClO+H2↑,
故答案为:NaCl+H2ONaClO+H2↑;
(2)①装置用到的仪器有:圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管,
故答案为:分液漏斗;烧瓶;
②氯化镁易水解,应在氯化氢气流中获得其晶体,氯化氢可以循环使用,
故答案为:盐酸;
③如果直接在空气中加热MgCl2•6H2O则Mg2+会水解的生成Mg(OH)Cl和HCl,通入HCl可以抑制其水解,
故答案为:抑制晶体失水过程中的水解;
④酸性气体的干燥必须用酸性干燥剂或中性干燥剂,一般用无水氯化钙作为干燥剂,
故答案为:氯化钙.
地球上的资源是有限的,要合理的开发和利用.海水化学资源的利用具有非常广泛的前景.
Ⅰ.下列有关海水综合利用的说法中,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金属钾
B.用蒸馏、电渗析、离子交换等方法能从海水中提取淡水
C.从海水中可以得到氯化钠,电解熔融氯化钠可制取金属钠
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
Ⅱ.海带中含有丰富的碘.为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是______(从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写空白处).
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器 G.坩埚钳
(2)步骤③⑤的实验操作名称分别是______;______,步骤⑥的目的是从含碘的苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是______.
(3)步骤④反应的离子方程式是______.
(4)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:______.
正确答案
解:I.A.海水中含有的钾元素是以K+的形式存在,要转化为钾单质,钾元素必然降价,要发生还原反应,即只经过物理变化不能从海水中得到钾单质,故A错误;
B.目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,故B正确;
C.从海水中得到氯化钠后,Na为活泼金属,则可以电解熔融状态的氯化钠生成氯气和金属钠,故C正确;
D.因朝汐发电是朝汐能转化为电能,故D错误;
故答案为:BC;
II.实验室从海带中提取碘:海带灼烧成灰,浸泡溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质.
(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面放酒精灯,移动坩埚须用坩埚钳,
故答案为:BDEG;
(2)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤;利用碘易溶于有机溶剂的性质来进行提取,步骤⑤的实验操作名称是萃取分液;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离,则实验操作为蒸馏,
故答案为:过滤;萃取分液;蒸馏;
(3)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘:离子方程式为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O,
故答案为:4H++MnO2+2I-=I2+Mn2++2H20;
(4)根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在,实验操作为取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色,如果溶液变蓝色,就证明含有碘单质,
故答案为:用一支试管取适量的提取碘后的水溶液滴加淀粉溶液,若溶液不显蓝色则证明提取碘后的水溶液中不含有碘单质碘,否则含有.
解析
解:I.A.海水中含有的钾元素是以K+的形式存在,要转化为钾单质,钾元素必然降价,要发生还原反应,即只经过物理变化不能从海水中得到钾单质,故A错误;
B.目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,故B正确;
C.从海水中得到氯化钠后,Na为活泼金属,则可以电解熔融状态的氯化钠生成氯气和金属钠,故C正确;
D.因朝汐发电是朝汐能转化为电能,故D错误;
故答案为:BC;
II.实验室从海带中提取碘:海带灼烧成灰,浸泡溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤,得到不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,利用有机溶剂萃取出碘单质,再通过蒸馏提取出碘单质.
(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面放酒精灯,移动坩埚须用坩埚钳,
故答案为:BDEG;
(2)步骤③是分离固体和液体,则实验操作为过滤;利用碘易溶于有机溶剂的性质来进行提取,步骤⑤的实验操作名称是萃取分液;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离,则实验操作为蒸馏,
故答案为:过滤;萃取分液;蒸馏;
(3)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘:离子方程式为:2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O,
故答案为:4H++MnO2+2I-=I2+Mn2++2H20;
(4)根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在,实验操作为取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色,如果溶液变蓝色,就证明含有碘单质,
故答案为:用一支试管取适量的提取碘后的水溶液滴加淀粉溶液,若溶液不显蓝色则证明提取碘后的水溶液中不含有碘单质碘,否则含有.
(2014春•南京期末)海水中化学资源的利用具有非常广阔的前景.
(1)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:
①试剂Ⅰ适宜选用______(填序号).
A.盐酸 B.石灰乳 C.氯化钠溶液
②操作Ⅰ的名称是______.
③工业上通过电解熔融的MgCl2制备金属Mg,该反应的化学方程式是______.
(2)如图是某课外小组在实验室模拟从海水中提取溴的实验装置.
A装置中通入Cl2一段时间后,改通热空气,将Br2吹出至B装置.
①A装置中发生反应生成Br2的离子方程式为______.
②B装置中,Br2被SO2还原,B装置中产生的两种主要阴离子的符号为______、______.
③C装置中NaOH溶液的作用是______.
正确答案
解:(1)从海水中提取金属镁的流程:先将海水中含有的镁离子转化为氢氧化镁沉淀,反应方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,然后将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,用氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼,镁是活泼金属,最后利用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为MgCl2Mg+Cl2↑.
①盐酸和氯化钠与镁离子不反应,氢氧化钙和海水中的氯化镁发生复分解反应:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2,所以在海水中加入石灰乳,
故答案为:B;
②氢氧化镁是难溶性的固体,将不溶性的固体和溶液分离的方法为过滤,
故答案为:过滤;
③无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,电解反应方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)①氯气能把溴离子氧化生成单质溴,反应的离子方程式是Cl2 +2Br-=2Cl-+Br2,
故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
②溴水能把SO2氧化生成溴化氢和硫酸,所以B装置中产生的两种主要阴离子为SO42-、Br-,
故答案为:SO42-、Br-;
③氢氧化钠能吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气,
故答案为:防止Cl2、SO2、Br2对环境污染;
解析
解:(1)从海水中提取金属镁的流程:先将海水中含有的镁离子转化为氢氧化镁沉淀,反应方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,然后将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,反应方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,用氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼,镁是活泼金属,最后利用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为MgCl2Mg+Cl2↑.
①盐酸和氯化钠与镁离子不反应,氢氧化钙和海水中的氯化镁发生复分解反应:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2,所以在海水中加入石灰乳,
故答案为:B;
②氢氧化镁是难溶性的固体,将不溶性的固体和溶液分离的方法为过滤,
故答案为:过滤;
③无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,电解反应方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)①氯气能把溴离子氧化生成单质溴,反应的离子方程式是Cl2 +2Br-=2Cl-+Br2,
故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
②溴水能把SO2氧化生成溴化氢和硫酸,所以B装置中产生的两种主要阴离子为SO42-、Br-,
故答案为:SO42-、Br-;
③氢氧化钠能吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气,
故答案为:防止Cl2、SO2、Br2对环境污染;
海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程.下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.氨气与过量二氧化碳反应生成碳酸氢铵:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,碳酸氢铵与氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,该反应为复分解反应,故A正确;
B.由于氢氧化钙与NaHCO3、Na2CO3都发生反应生成碳酸钙沉淀,所以不能用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3,故B错误;
C.电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气,电解反应2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,电解反应为:2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,所以氯碱工业是通过电解饱和食盐水得到烧碱、氯气和氢气;金属镁性质比较活泼,电解饱和MgCl2溶液生成氯气、氢气和氢氧化镁沉淀,无法获得金属镁,工业上通常通过电解熔融氯化镁的方法获得镁,故C错误;
D.第④步反应为溴与碳酸钠溶液的反应,该反应中Br2既是氧化剂又是还原剂;在第⑤步反应为溴离子与次溴酸根离子在酸性条件下反应生成溴单质,该反应中Br2既是氧化产物又是还原产物,故D正确;
故选BC.
(2015秋•汉川市期末)从海水(含氯化镁)中提取镁,可按如下步骤进行:列说法不正确的是( )
①把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)2];
②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;
③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物;
④将得到的产物熔融电解得到镁.
正确答案
解析
解:①把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)2],发生的反应为CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)2;
②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物,发生的反应为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物,发生的反应为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;
④将得到的产物熔融电解得到镁,发生的反应为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑.
A.贝壳的主要成分是碳酸钙,大海中含有大量贝壳,所以原料来源丰富,故A正确;
B.根据①②③发生的反应知,①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2,故B正确;
C.①发生分解反应和化合反应、②发生复分解反应、③发生分解反应,所以提取镁的过程中涉及分解、化合和复分解反应,故C正确;
D.该反应中Mg元素化合价由+2价变为0价、Cl元素化合价由-1价变为0价,所以该反应中有电子转移,属于氧化还原反应,故D错误;
故选D.
浙江海洋经济发展示范区建设已上升为国家战略,海洋经济将成为浙江经济转型升级发展的重点.请回答下列问题:
(1)被称作海洋元素的是______.
A.Na B.Cl C.Mg D.Br E.I
(2)工业上常以食盐和水为原料制备氯气,请写出化学方程式______.
(3)从海水中提取食盐和溴的过程如图1.
①步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br¯,其目的为富集溴元素,请写出步骤Ⅰ的离子方程式:______,
步骤Ⅱ的化学方程式:______.
②在3mL溴水中,加入1mL四氯化碳,振荡、静置后,观察到试管里的分层现象为图2中______.
正确答案
解:(1)地球上99%的溴元素存在于海水中,所以溴元素有“海洋元素”之称,故答案为:D;
(2)饱和食盐水在直流电的条件下生成氢氧化钠、氯气和氢气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)①氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,二氧化硫吸收溴单质,Br元素的化合价由0降低为-1价,Br2在反应中作氧化剂,表现氧化性,S元素的化合价由+4价升高到+6价,SO2作还原剂,发生反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,
故答案为:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-;Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr;
②根据四氯化碳能萃取溴水中的溴,但密度大于水的密度,看到的现象是溶液分层,溴溶解四氯化碳中呈橙红色,所以下层呈橙红色,上层是水层,呈无色,
故答案为:D.
解析
解:(1)地球上99%的溴元素存在于海水中,所以溴元素有“海洋元素”之称,故答案为:D;
(2)饱和食盐水在直流电的条件下生成氢氧化钠、氯气和氢气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)①氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,二氧化硫吸收溴单质,Br元素的化合价由0降低为-1价,Br2在反应中作氧化剂,表现氧化性,S元素的化合价由+4价升高到+6价,SO2作还原剂,发生反应:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,
故答案为:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-;Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr;
②根据四氯化碳能萃取溴水中的溴,但密度大于水的密度,看到的现象是溶液分层,溴溶解四氯化碳中呈橙红色,所以下层呈橙红色,上层是水层,呈无色,
故答案为:D.
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在.实验室里从海藻中提取碘的流程如图1.
某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如图2所示:
已知②中发生反应的化学方程式为 Cl2+2KI═2KCl+I2 回答下列问题:
(1)写出提取过程①、③中实验操作名称:①______,③______.
(2)四氯化碳是______色、密度比水______的液体.F中下层液体的颜色为______色,上层液体中溶质的主要成分为______.
(3)从F中的下层液体中得到固态碘还需进行的操作是______.
(4)在灼烧过程中,使用到的(除泥三角外)实验仪器有______(填写序号).
A.试管 B.瓷坩埚 C.坩埚钳 D.蒸发皿 E.酒精灯.
正确答案
解:(1)海藻灼烧得到海藻灰,浸泡得到悬浊液,过滤适用于不溶于水的固体和液体,分离固体和液体用过滤,过滤得到含I-离子的溶液通入氯气,氧化碘离子为碘单质,将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,加入四氯化碳萃取剂分液,得到含碘单质的四氯化碳溶液,从有机溶液中提取碘,
故答案为:过滤;萃取分液;
(2)四氯化碳是无色液体,密度比水大,碘单质溶于四氯化碳后分层,下层为溶解碘单质的紫色溶液,上层为溶解氯化钾的溶液,
故答案为:无;大;紫(紫红);KCl;
(3)从有机溶剂中提取碘,需要用蒸馏操作,故答案为:蒸馏故答案为:蒸馏;
(4)瓷质或玻璃制品属于硅酸盐质实验仪器,根据灼烧所用仪器分析可知有坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯,
故答案为:BCE.
解析
解:(1)海藻灼烧得到海藻灰,浸泡得到悬浊液,过滤适用于不溶于水的固体和液体,分离固体和液体用过滤,过滤得到含I-离子的溶液通入氯气,氧化碘离子为碘单质,将碘水中的碘单质萃取出来,选择合适的萃取剂即可,加入四氯化碳萃取剂分液,得到含碘单质的四氯化碳溶液,从有机溶液中提取碘,
故答案为:过滤;萃取分液;
(2)四氯化碳是无色液体,密度比水大,碘单质溶于四氯化碳后分层,下层为溶解碘单质的紫色溶液,上层为溶解氯化钾的溶液,
故答案为:无;大;紫(紫红);KCl;
(3)从有机溶剂中提取碘,需要用蒸馏操作,故答案为:蒸馏故答案为:蒸馏;
(4)瓷质或玻璃制品属于硅酸盐质实验仪器,根据灼烧所用仪器分析可知有坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯,
故答案为:BCE.
海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、氯碱工业是电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠的化学制备反应;通电条件下发生了化学反应,电能转化为化学能,故A正确;
B、试剂添加顺序中,钡离子最后无法除去,则加入的药品顺序为:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,故B错误;
C、氯化镁晶体脱水过程中镁离子易水解生成氢氧化镁沉淀,在氯化氢气体中脱水可以抑制镁离子水解;MgCl2•6H20要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2,故C正确;
D、据转化关系的流程中,③步反应为:2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl;④是Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,⑤步的反应为:2HBr+Cl2=Br2+HCl;所以在过程③⑤中溴元素均被氧化,故D正确;
故选:B.
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务.
(1)海水中所含元素质量最大的是______(写元素符号),被称作海洋元素的是______(写元素符号).
(2)①从海水中提取粗盐采用的方法是______,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为A盐酸、B氯化钡溶液、C氢氧化钠溶液、D碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序为______.
②工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂白粉,用化学方程式表示工业上制漂白粉的原理______
(3)提取NaCl后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg和Br2.
①如用来提取Mg,请完成具体工业流程(注:( )内填所需试剂,【】内填操作)
②根据上述提取镁的全过程,没有涉及到的反应类型是______
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
③若用来提取Br2,用离子方程式表示提取溴的原理:______.
④方法A:母液提取Mg后,再用来提取Br2;方法B:母液提取Br2后,再用来提取Mg.哪个更合适______(填“A”或“B”),你的理由是______.
正确答案
O
Br
蒸发结晶
CBDA(其它合理答案即可)
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
C
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
B
若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
解析
解:(1)因海水中含有大量的水,水中质量大的是氧元素,因溴被称作海洋元素,故答案为:O;Br;
(2)①因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐,镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:CBDA,
故答案为:蒸发结晶;CBDA;
②氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,该反应为:2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,离子方程式为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O;
故答案为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O;
(1)①将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰:CaCO3CaO+CO2↑,并将石灰制成石灰乳:CaO+H2O=Ca(OH)2;
将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgC12溶液:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,再经蒸发结晶得到MgC12•6H2O
将MgC12•6H2O在一定条件下加热得到无水MgC12:MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O;
电解熔融的氯化镁可得到Mg:MgCl2Mg+Cl2↑,
故答案为:盐酸;电解;
②氯气具有氧化性,能氧化溴离子生成单质溴:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
③CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应;
CaO+H2O=Ca(OH)2 化合反应;
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2 复分解反应;
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 再复分解反应;
MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O 分解反应;
置换反应没有涉及到;
故选:C.
(4)因若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,而氯气能与过量的石灰乳反应,用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2,所以母液提取Br2后,再用来提取Mg,若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,氯气能与过量的石灰乳反应,用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2;
故答案为:B;若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
根据如图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
已知:MgCl2•6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等.
正确答案
解析
解:A、过程①的提纯中过滤属于物理过程,但是除去镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子属于化学过程;过程②电解饱和食盐水获得了氯气和氢气两种单质,故A错误;
B、因MgCl2•6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等,得不到无水MgCl2,若要由MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2,为防止Mg2+发生水解,应在HCl气氛中进行,故B错误;
C、因2Br-+Cl2 =Br2 +2Cl-,每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,0.1molCl2的体积标准状况为2.24L,在其他状况下不一定为2.24L,故C错误;
D、因Br2+SO2 +2H2O=2HBr+H2SO4,反应后溶液呈酸性,能与金属容器反应,故D正确;
故选:D.
地球上的资源是有限的,要合理地开发和利用.
(1)海水化学资源的利用具有非常广阔的前景.
①下列有关海水综合利用的说法中,正确的是______(填选项序号).
a.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到金属钾
b.用蒸馏、电渗析、离子交换等方法能从海水中提取淡水
c.从海水中可以得到氯化钠,电解熔融氯化钠可制金属钠
d.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
②从海水中提取溴单质,其中一步工艺是在预先酸化的浓缩海水中,通入足量的氯气将溴离子氧化,该反应的离子方程式是______.
③海水中含有大量镁元素,可以通过多步转化得到氯化镁,用无水氯化镁冶炼金属镁的化学方程式是______.
(2)自然界中铁元素以化合态存在于矿物中.
①冶炼金属铁通常采用的方法是______(填选项序号).a.热分解法 b.热还原法 c.结晶法 d.电解法
②利用铝热反应可焊接钢轨,铝与氧化铁反应的化学方程式是______.
③某同学在实验室中准确称取某种铁的氧化物2.88g,用足量的一氧化碳还原,生成的二氧化碳被过量的澄清石灰水完全吸收,得到沉淀4g,则该铁的氧化物的化学式是______.
正确答案
解:(1)①a.在海水中钾是以K+的形式存在,要转化为钾单质,钾元素必然降价,要发生还原反应,所以只经过物理变化不能从海水中得到钾单质,故a错误;
b.目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,故b正确;
c.从海水中得到氯化钠后,Na为活泼金属,则可以电解熔融状态的氯化钠生成氯气和金属钠,故c正确;
d.因朝汐发电是朝汐能转化为电能,故d错误;
故答案为:bc;
②因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
③电解法制备镁要用无水MgCl2,不能用MgCl2•6H2O,否则得不到镁,无水氯化镁在熔融状态下,通过电解得到金属镁,化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)①根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法,一般来说,较活泼金属铁用热还原法冶炼,还原剂为CO、C等,故答案为:b;
②金属冶炼的本质是金属离子得电子被还原为单质,所以利用铝热反应可焊接钢轨,铝与氧化铁反应,主要还是利用了铝的还原性,铝得氧发生了氧化反应产物为Al2O3,是还原剂,Fe2O3失氧发生了还原反应产物为Fe,是氧化剂,
故答案为:Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3;
③4g沉淀CaCO3的物质的量为0.04mol,则CO、CO2的物质的量也为0.04mol,增加的氧元素为0.04mol,质量为0.04mol×16g.mol-1=0.64g,铁的氧化物中氧元素质量为0.64g,铁元素质量为2.88g-0.64g=2.24g,铁的氧化物中铁元素与氧元素物质的量之比为::
=1:1,则铁的化学式为FeO,故答案为:FeO.
解析
解:(1)①a.在海水中钾是以K+的形式存在,要转化为钾单质,钾元素必然降价,要发生还原反应,所以只经过物理变化不能从海水中得到钾单质,故a错误;
b.目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、结晶法、淡化膜法、多级闪急蒸馏法等,故b正确;
c.从海水中得到氯化钠后,Na为活泼金属,则可以电解熔融状态的氯化钠生成氯气和金属钠,故c正确;
d.因朝汐发电是朝汐能转化为电能,故d错误;
故答案为:bc;
②因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,故答案为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;
③电解法制备镁要用无水MgCl2,不能用MgCl2•6H2O,否则得不到镁,无水氯化镁在熔融状态下,通过电解得到金属镁,化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)①根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法,一般来说,较活泼金属铁用热还原法冶炼,还原剂为CO、C等,故答案为:b;
②金属冶炼的本质是金属离子得电子被还原为单质,所以利用铝热反应可焊接钢轨,铝与氧化铁反应,主要还是利用了铝的还原性,铝得氧发生了氧化反应产物为Al2O3,是还原剂,Fe2O3失氧发生了还原反应产物为Fe,是氧化剂,
故答案为:Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3;
③4g沉淀CaCO3的物质的量为0.04mol,则CO、CO2的物质的量也为0.04mol,增加的氧元素为0.04mol,质量为0.04mol×16g.mol-1=0.64g,铁的氧化物中氧元素质量为0.64g,铁元素质量为2.88g-0.64g=2.24g,铁的氧化物中铁元素与氧元素物质的量之比为::
=1:1,则铁的化学式为FeO,故答案为:FeO.
扫码查看完整答案与解析