- 海水的综合利用
- 共9119题
海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景。回答下列问题：
（1）蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备，但常规蒸馏法法也存在较大缺陷，请说明常规蒸馏法淡化海水的最大缺陷。______________________________________________
（2）离子交换法也是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式____________________。
（3）目前从海水中提取溴的常用流程如下（苦卤，海水蒸发结晶分离出食盐的母液）：
从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是__________________________。
（4）海水提镁过程中，与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系，试说明海水提镁与盐酸厂之间的必然联系。_______________________________
正确答案
（1）需要使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大
（2）CH2=CHCOONa
（3）蒸馏
（4）盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸，电解氯化镁制镁的过程中，为盐酸厂提供氯气作原料
目前世界上60%的镁是从海水中提取的．学生就这个课题展开了讨论的．已知海水提镁的主要步骤如下：
学生就这个课题提出了以下问题：
（一）在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集？
有三个学生提出自己的观点．
学生1的观点：直接往海水中加入沉淀剂．
学生2的观点：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂．
学生3的观点：利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂．
请你评价三个学生提出的观点是否正确（填是或否），并简述理由．
（二）在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的分离？
（1）为了使镁离子沉淀下来，加入的足量试剂①是______（填化学式）．
（2）加入的足量试剂②是______（填化学式）．
（3）试从节约能源，提高金属镁的纯度分析，以下适宜的冶镁方法是______．
A、Mg(OH)2
B、Mg(OH)2
C、Mg(OH)2
D、Mg(OH)2
正确答案
（一）学生1与其他观点相比，海水中镁离子浓度小，使用的沉淀剂的量较大，且不利于收集氢氧化镁，因此学生1的观点不正确，原因是：海水中镁离子浓度小，沉淀剂的用量大，不利于镁离子的沉淀．
学生2与其他观点相比，高温蒸发海水，消耗的能源多，成本太高．因此学生2的观点不正确，原因是：能源消耗大，海水的综合利用低，成本高．
学生3与学生2相比，利用晒盐后的苦卤，节约能源，成本低；与学生1相比镁离子浓度高，有利于镁元素的富集．因此学生3的观点正确，因为：镁离子富集浓度高，成本低．
故答案为：
（二）（1）加入试剂①反应生成氢氧化镁，剩余溶液，最好使用氢氧化钠，既生成氢氧化镁又不在剩余溶液中引入其他杂质离子．当然，若不考虑所得溶液的用途（如制取氯化钠），而考虑经济效益，就要使用氢氧化钙，故答案为：NaOH；
（2）要使氢氧化镁转化为氯化镁，则需要加入盐酸反应，即试剂②是盐酸，故答案为：HCl；
（3）对于A、B来说，制取单质镁，不用电解氧化镁的方法，原因是氧化镁相对氯化镁来说，熔点太高、消耗能源太多，因此A、B均不正确．
制取镁时，要把氢氧化镁转化为无水氯化镁，然后电解熔融状态的氯化镁，即D不正确，C正确．故答案为：C．
从海水中可以获得淡水、食盐并可提取镁和溴等物质．
（1）贝壳的主要成分是______（填化学式）；海水淡化的方法主要有______（填一种）．
（2）经过化学变化才能从海水中获得的物质是______（填序号）
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
（3）从海水中提取镁的流程如图所示：
反应①的离子方程式为______．
反应②的化学方程式为______．
（4）从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气，将溴离子氧化，该反应的离子方程式为______．
正确答案
（1）因贝壳的主要成分是碳酸钙，其化学式为CaCO3，因海水淡化的常用方法：海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法，
故答案为：CaCO3；海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法（选填其中一个）；
（2）A．通过电解熔融氯化钠得到钠和氯气，是化学变化，通过氯气将溴离子和碘离子氧化为溴单质和碘单质，是化学变化，故A错误；
B．通过电解熔融氯化钠得到钠和氯气，是化学变化，通过电解熔融的氯化镁和氧化铝即得镁和铝，是化学变化，故B错误；
C．可从海水中获得氯化钠，然后电解饱和食盐水，即得烧碱、氢气和氯气，是化学变化，故C错误；
D．把海水用蒸馏等方法可以得到淡水，把海水用太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，故D正确；
故答案为：D；
（3）因反应①是Mg（OH）2与盐酸反应：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，离子方程式：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O，反应②是电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）
故答案为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；MgCl2（熔融） 
（4）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：2Br-+Cl2═Br2+2Cl-．
空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下
（1）溴在周期表中位于_______周期，_______族。
（2）步骤④的离子方程式：______________。
（3）已知溴的沸点是58.5℃，步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80-90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因______________。
（4）步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。若在实验室分离上述混合物的分离仪器的名称是_______，分离时液溴从分离器的_______（填“上口”或“下口”）排出。
（5）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”：____________________________。
正确答案
（1）第四；ⅦA
（2）Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+ SO42-（3）温度过高，大量水蒸气排出，溴气中水增加，温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低
（4）分液漏斗；下口
（5）氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高 “空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程
【化学-化学与技术】浩瀚的海洋是一个巨大的物质宝库．目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源．
（1）如图所示，在电场中利用膜技术（阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法．
①图中膜a应选用______膜．
②电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含硝酸银废液时所发生反应的化学方程式______
（2）海水中的氘（含HDO0.03‰）发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，工业上可采用“硫化氢-水双温交换法”富集HDO．其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四种物质，在25℃和100℃两种不同的温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO．上图为“硫化氢-水双温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的变化曲线．写出100℃时所发生反应的化学方程式______；工业上富集HDO的生产过程中，可以循环利用的一种物质是______．
正确答案
（1）①由图中看出，在阳极氯离子放电，生成氯气，为保持溶液的电中性，阳极区的氢离子移向浓缩区，而淡化区的氯离子移向左边的浓缩区；在阴极氢离子放电，为保持溶液的电中性，阴极区的氢氧根离子移向浓缩区，为了保持溶液的电中性，淡化区的阳离子钠离子移向右边的浓缩区，这样淡化区的钠离子和氯离子分别移向了左边浓缩区和右边浓缩区，得到淡化水．由以上分析可知膜a只能为阳离子交换膜，故答案为：阳离子交换；
②处理含硝酸银废液，利用电解原理对硝酸银电解使银析出，电解产物是硝酸、银以及氧气，即4AgNO3+2H2O
（2）①物质的量减少的是反应物，增加的是生成物，反应物为H2S，HDO，生成物为HDS，H2O，反应的化学方程式为H2S+HDO=HDS+H2O，
故答案为：H2S+HDO=HDS+H2O；
②HDS中的氢原子可以继续与HDO反应，故H2S可循环利用，故答案为：H2S．
（三选一）【选修2：化学与技术】
海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：
（1）电渗析法淡化海水示意图如图所示，其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过。
①阳极主要电极反应式是________________。
②在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有_______和CaCO3，生成CaCO3的离子方程式是____________________。
③淡水的出口为________（填“a”、“b”或“c”）。
（2）利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：
①提取溴的过程中，经过2次Br－→Br2转化的目的是_________________，吸收塔中发生反应的离子方程式是_______________。用平衡移动原理解释通空气的目的是_________________________。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是_________、过滤、洗涤、干燥。
③依据上述流程，若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为______L（忽略Cl2溶解）。
正确答案
（1）①2Cl--2e-=Cl2↑；②Mg(OH)2；Ca2++ OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O；③b
（2）①对溴元素进行富集；SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；通空气将Br2蒸气带出使Br2(g)
目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下
请回答下列问题：
（1）从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是______________________，写出在沉淀池的离子方程式_____________________。
（2）石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的______________________。
（3）操作A是___________， 操作B是___________。
（4）加入的足量试剂a是___________（填化学式）。
（5）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为___________________。从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于______________________。
（6）海水提镁的过程，为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁？_________________________________。
（7）有同学认为：可直接加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则。你___________（填“同意”或“不同意”）该同学的想法，理由是_________________________________。
正确答案
（1）沉淀Mg2+ （或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀）；Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓
（2）贝壳（或牡蛎壳等）
（3）过滤；加热浓缩（或蒸发结晶）
（4）HCl
（5）MgCl2(熔融)
（6）海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高，且成本低
（7）不同意；MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本
中共十八大报告中指出“要提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国．”下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
A、明矾只能吸附不溶于水的固体颗粒，加明矾不能使海水中的可溶性盐如氯化钠沉淀而淡化，故A错误；
B、氮和磷大量排入水域后会导致水体富营养化污染，形成赤潮，所以赤潮现象与氮、磷使水体富营养化有关，故B正确；
C、海水提溴是先氧化溴离子为溴单质，再用还原剂还原溴单质为溴离子，再用氧化剂氧化溴离子为溴单质，全是氧化还原反应；海水中提取镁主要存在以下的转化过程：MgCl2 
D、海底有石油、天然气、多金属结核矿等资源，中国也已基本上具备了开发的条件，成本不高，具有较高的开发价值，故D错误；
故选：B；
海水是化工原料的主要来源，下面是工业上对海水综合利用的示意图
回答下列问题：
（1）从海水中得到粗盐中含
（2）以海滩贝壳为原料制备Ca(OH)2的过程可用化学方程式表示为_____________，___________________。
（3）MgCl2
（4）电解无水 MgCl2可得金属镁和氯气，利用副产品氯气还可制备漂白粉，其反应的化学方程式为________________________。
正确答案
（1） 
（2） 
（3） 
（4）
海水是人类宝贵的自然资源，从海水中可以提取多种化工原料，下图是某工厂对海水资源综合利用的示意图：
（1）请列举海水淡化的两种方法______、______．
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的是：______．步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式______
（3）在制取无水氯化镁时需要在干躁的HCl气流中加热MgCl2•6H2O的原因______
（4）电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是______
A．H2 B．CO2 C．空气 D．O2 E．水蒸气
（5）从各种经营综合开发，打造大而强的现代企业以及本厂生产所需要的原料等方面来看，你认为该化工厂还可以再增加的生产项目的______．
（6）上述工艺中可以得到金属Mg，请写出工业上制备金属铝的化学方程式______．
正确答案
（1）海水淡化的方法有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，
故答案为：蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种；
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，是为了富集溴元素，用SO2水溶液吸收Br2的原理方程式为：
Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，故答案为：富集溴元素；Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；
（3）氯化镁中的镁离子易水解，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，故答案为：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）能和金属镁发生反应的气体：氮气、氧气、二氧化碳、水，所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂，故选A；
（5）工业上，电解熔融的氧化铝可以获得金属铝，原理方程式为：2Al2O3（熔融）
扫码查看完整答案与解析