- 海水的综合利用
- 共9119题
工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图1所示．
（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，粗制后可得饱和NaCl溶液，精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性．请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式：______．
（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4的顺序制备？______（填“能”或“否”），原因是______．
（3）氯化钠是重要的氯碱工业化工的原料．电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽．离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是______．
A．Cl- B．Na+ C．OH- D．Cl2
（4）饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为______，与电源负极线连的电极附近溶液pH______（变大、不变、变小）．
（5）氯化钠的可用于生产纯碱，我国化学家侯德榜改革国外生产工艺，生产流程简要表示如图2：
①上述生产纯碱的方法称______，副产品的一种用途为______．
写出上述流程中X物质的分子式______．使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了______（填上述流程中的编号）的循环．从沉淀池中取出沉淀的操作是______．
②合成氨原料气中氮气制备的方法之一为______，另一原料气氢气的制取化学方程式为______．
③沉淀池中发生的化学反应方程式是______．要实现该反应，你认为应该如何操作：______；
④为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加______．
正确答案
（1）Na2CO3可以把过量的钡离子转化为沉淀：Ba2++CO32-=BaCO3↓，Na2CO3可以和钙离子结合生成沉淀：Ca2++CO32-=CaCO3↓；
故答案为：Ba2++CO32-=BaCO3↓；Ca2++CO32-=CaCO3↓；
（2）工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，不能沉淀Mg（OH）2，硫酸钙为微溶物，如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，使产品不纯．
故答案为：否．如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯；
（3）电解饱和食盐水，用石墨做电极，电解槽离子膜或隔膜，允许阳离子（或Na+）和水分子通过，不允许阴离子通过；阳极生成氯气，
故答案为：B；
（4）饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为溶液中氯离子失电子发生氧化反应，2Cl--2e-=Cl2↑；阴极和电源负极相连，溶液中氢离子得到电子生成氢气，破坏了阴极附近水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大；与电源负极相连的电极附近溶液PH增大；
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；增大；
（5）①目前工业制碱方法有二：氨碱法和联合制碱法．题中方法由我国侯德邦所创，称为侯氏制碱法，也称为联合制碱法，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓，得到碳酸氢钠同时得到氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥，在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物，可以循环利用；因为氯化钠最后剩余在母液中，所以循环I是氯化钠的循环；分离沉淀的方法是过滤．
故答案为：联合制碱法，做化肥；CO2；I； 过滤
②合成氨原料气中氮气制备的方法之一是分离液态空气方法分离得到氮气，氢气用碳和水蒸气反应生成；反应化学方程式为：C+H2O
故答案为：液体空气分离方法，C+H2O
③从流程图可以看出，沉淀池中加入的反应物有氨气、二氧化碳、氯化钠，根据生成物是碳酸氢钠，可推出反应物有水，同时可知碳酸氢钠为沉淀．
反应原理首先是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，然后碳酸氢氨和氯化钠发生复分解反应交换成分生成碳酸氢钠晶体和氯化铵．为增大二氧化碳的吸收，应先向饱和氯化钠饱和溶液中通入氨气，再通入二氧化碳；
故答案为：NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体；
④检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，
故答案为：用硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀；
海水中含有丰富的人体不可缺少的碘元素，它以碘离子的形式存在．某学生为探究海带中碘元素的存在，按如下流程进行了实验：
回答下列问题：
（1）A步骤的操作名称是______；
A步骤用到的主要玻璃仪器是______（选填下列字母代号）
a．漏斗 b．分液漏斗 c．量筒 d．蒸发皿
（2）B步骤中加入的试剂是______．
（3）已经溶液1的阳离子是K+，则通入Cl2时反应的化学方程式为______，其中氧化剂是______．
正确答案
（1）依据提取流程分析海带灰悬浊液可以用过滤的方法得到溶液，除去不溶性杂质；用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；故答案为：过滤，a；
（2）依据转化关系可知溶液1通入氯气把碘离子氧化为碘单质，加入B变蓝证明加入的是淀粉；故答案为：淀粉溶液；
（3）溶液1的阳离子是K+，依据分析可知，溶液中含有碘离子；通入氯气会和碘离子发生氧化还原反应；反应的离子方程式为：Cl2+2KI=2KCl+I2 ；氧化剂是化合价降低的氯元素，所以氧化剂是Cl2，故答案为：Cl2+2KI=2KCl+I2 ；Cl2；
海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的两种方法：____________________________、______________________。
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2____、____或 H2、_____ 。
（3）步骤I中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为__________________。
（4）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为___________________________ ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______________________。 （5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2 的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图
请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：_________________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为___________________ 。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_______________ 。
④C中液体产物颜色为_____________ ，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_______________________________________。
正确答案
（1）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）Cl2；NaOH；NaClO
（3）富集溴元素
（4）Br2 +O2 +2H2O==4H+ +SO42- +2Br-； 强酸对设备的严重腐蚀
（5）①冷凝管； ②Br2腐蚀橡胶；③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分； ④深红棕色；分液（或蒸馏）
海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类。人类在陆地上发现的100多种元素，在海水中可以找到80多种。海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。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，但由于使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大。为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议。
___________________________________
（2）使用离子交换树脂与水中的离子进行交换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）空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下（苦卤：海水蒸发结晶分离出食盐的母液）：
①反应②的离子方程式为_______________________；
②从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是_________________________。
正确答案
（1）充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源（其他合理答案均可）
（2）CH2=CHCOONa
（3）①SO2+Br2+2H2O==4H++2Br-+SO42-；②蒸馏
某化学兴趣小组为了从海水中获得淡水，并从海水中提取溴及制取含溴化合物，设计了一系列工艺流程和实验。
（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，但由于大量使用燃煤，因此能耗多。排污量大。为克服蒸馏法淡化海水的缺陷，请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进意见：
_________________________________。
（2）空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下
a．反应②的离子方程式为______________________；
b．为了从反应③后的溶液中得到溴单质，向溶液中加入适量四氯化碳后，再进行___________操作，该操作使用的主要仪器是___________，最后进行蒸馏得到溴单质。
（3）用氯气生产溴酸钾的工艺流程如下
已知：溴酸钾（KBrO3）为白色晶体，是一种常用的氧化剂和分析试剂，加热到370℃分解为溴化钾和氧气。
“合成”过程所发生的反应中，氧化剂是___________，还原剂是___________；
“趁热过滤”过程中“趁热”的原因是___________；
溴酸钾具有毒性，食用少量即可引起呕吐和肾脏的损伤。然而美、日等国都允许在油炸薯片中添加一定量的溴酸钾，以改变薯片的口感。我国也曾允许其用作烘焙面包的添加剂，但已于2005年7月开始全面禁止在食品中使用溴酸钾。从化学原理分析推测，有的国家认为在油炸薯片中添加溴酸钾是“安全”的理由是（用化学方程式表示）______________________。而我国认为不安全的理由是______________________。
正确答案
（1）充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源（答案合理即可）
（2）a．SO2+Br2+2H2O==4H++2Br-+SO42-；b．分液；分液漏斗
（3）Cl2；Br2；防止溴酸钾结晶析出；2KBrO3
海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类．人类在陆地上发现的100多种元素，在海水中可以找到80多种．海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景．
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，但由于使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大．为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，使用离子交换树脂与水中的离子进行交换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______．
（2）空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下（苦卤：海水蒸发结晶分离出食盐后的母液）：
①反应②的离子方程式为______；
②从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是______．
（3）苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质．用沉淀法测定苦卤中MgCl2的含量（g/L），测定过程中应获取的数据有______．
正确答案
（1）聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚反应的产物，根据聚合物找单体的方法，则单体为丙烯酸钠，结构简式为：CH2=CHCOONa，故答案为：CH2=CHCOONa；
（3）溴具有氧化性，能将具有还原性的二氧化硫氧化，反应为：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，两种互相溶解物质分离的方法叫蒸馏，故答案为：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；蒸馏；
（4）苦卤中含有MgCl2、MgSO4两种含镁离子的盐，测定苦卤中MgCl2的含量必须将硫酸镁中的镁离子去除，可以先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子，求出硫酸根离子的总量，并求出MgSO4的量，然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+，求出总的Mg2+，减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量；
故答案为：苦卤样品的体积，加入BaCl2溶液后生成的BaSO4的质量、加入NaOH溶液后生成的Mg（OH）2的质量；
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D是一种氮肥，H为黄绿色气体，I是一种单质，其原子K层和M层电子数相同．
试填写下列空白：
（1）F的化学式为______；
（2）在①～⑥反应中属于氧化还原反应的是（填序号）______；
（3）上述过程可以得到哪些化工产品（写出3种）______；
（4）将H通入母液2中置换得到的Br2的浓度很小，需要进行富集，方法是：用空气将Br2吹出，用纯碱溶液吸收，最后用稀硫酸酸化，即可得到Br2．纯碱溶液吸收Br2的离子方程式为：3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑，试写出用稀硫酸酸化得到Br2的离子方程式______．
正确答案
贝壳煅烧得到的B为氧化钙，C为二氧化碳；固体A为氯化钠，反应②利用了侯氏制碱法，沉淀E为碳酸氢钠，D为NH4Cl．母液1主要为溴化镁，与氧化钙反应生成F为氢氧化镁，母液2为溴化钙，G为氯化镁，H为黄绿色气体为氯气为氯气，I是一种单质，其原子K层和M层电子数相同是镁单质，⑥氯气将溴化钙氧化为溴单质，
（1）溴化镁与氧化钙反应生成F为氢氧化镁，母液2为溴化钙，故答案为：Mg（OH）2；
（2）⑤电解氯化镁⑥氯气氧化溴化钙，有化合价变化，是氧化还原反应，故答案为：⑤⑥；
（3）反应过程可以得到CaO、CO2、NH4Cl、Na2CO3、Mg、Br2、Cl2等，故答案为：CaO、CO2、NH4Cl、Na2CO3、Mg、Br2、Cl2等任意3种；
（4）在酸性条件下BrO3-可将Br-氧化为溴单质，离子方程式为：BrO3-+5Br-+6H+═3Br2+3H2O，故答案为：BrO3-+5Br-+6H+═3Br2+3H2O；
镁及其合金是用途广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。.某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤（主要含
(1)从转化①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有_________的烧杯中，充分搅拌后经_________、_________（填操作方法）干燥可得纯净的Mg(OH)2,在此操作过程中，玻璃棒的作用是搅拌和__________
(2)写出转化④中发生反应的化学方程式__________________
(3)已知转化③的反应原理与制取无水AlCl3相同，下图是制取无水AlCl3实验装置图。装置A中的两液体分别是浓硫酸和浓盐酸。请回答：
①为什么不直接用加热方法来制取无水AlCl3,请用化学方式表示：_________；
②分液漏斗中应盛装的试剂是_________；
③由分液漏斗向烧瓶中加试剂时应注意的事项是_________
(4)含有铝元素的另一物质明矾作为膨化剂炸油条（饼）或膨化食品时，若在面粉里加入小苏打后，再加入明矾，则会使等量的小苏打释放出比单放小苏打多一倍的二氧化碳，这样就可以使油条（饼）在热油锅中一下子就鼓起来，得到香脆可口的油条（饼）了。请用化学反应方程式解释得到香脆可口的油条（饼）的原因：_____________________。
正确答案
(1)饱和MgCl2（或氯化镁）溶液；过滤；洗涤；引流
(2)MgCl2
(3)① AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑（写成AlCl3+3H2O==Al(OH)3+3HCl↑、2 Al(OH)3==Al2O3+3H2O或写成2AlCl3+3H2O==Al2O3+6HCl↑也可以）;② 浓盐酸；③控制分液漏斗活塞，使浓盐酸缓缓加入到浓硫酸中
(4)Al3++3HCO3－= Al(OH)3↓+3CO2↑
镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60％的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含
回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取
(2)从过程①得到的
(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图
装置A由分液漏斗、________、铁架台(带铁圈)、石棉网、双孔塞和导管组成，该实验装置在过程③中的作用是_________________________。
正确答案
(1)石灰乳原料丰富，成本低
(2)
(3)圆底烧瓶；制备干燥的
某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水提取溴的过程，其实验流程如下：
海水
（2）向其中通入足量Cl2，反应的离子方程式： ，通入热空气的目的： ；
（3）将吹出的Br2用纯碱溶液吸收，反应得到NaBr、NaBrO3和CO2，反应的化学方程式： ，产生的CO2通入足量澄清石灰水中，得到1g白色沉淀；
（4）将吸收Br2的溶液用足量硫酸处理得到Br2单质，反应的化学方程式： ，理论上可以得到Br2的质量为 ；
（5）请计算海水中溴的浓度为 g/L．
正确答案
解析：通过反应Cl2+2Br-═Br2+2Cl-置换出溴单质后，一般用热空气或水蒸气将Br2吹出；根据各步反应，可确定如下关系：Br2～CO2～CaCO3，根据CaCO3的质量
可求出原24L海水中Br2的质量为
则海水中溴的浓度为
（2）因氯气具有氧化性，能氧化溴离子生成单质溴：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
因溴易挥发，所以一般用热空气或水蒸气将Br2吹出，故答案为：将Br2吹出；
（3）生成一个NaBr化合价降低1，生成一个NaBrO3化合价升高5，根据化合价升降总数相等和质量守恒来配平得：
3Br2+3Na2CO3═5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，故答案为：3Br2+3Na2CO3═5NaBr+NaBrO3+3CO2↑；
（4）因Br-和BrO3-在酸性条件下发生归中反应生成Br2：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O，
故答案为：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O；
根据各步反应，得如下关系：CaCO3 ～CO2～Br2 100 160
1g 1.6 g
所以得到Br2的质量为1.6g，故答案为：1.6 g；
（5）海水中溴的浓度为
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