- 海水的综合利用
- 共9119题
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
某化工厂每小时生产98%（质量分数）硫酸a t（吨），为使硫充分燃烧，且在下一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%，且不考虑各生产阶段的物料损失，求：
（1）该厂每小时消耗标准状况下空气的体积。
（2）为满足题设需求，b%的下限。
正确答案
（1）
第（1）小题要求对燃烧前后气体体积之间的关系以及对题中b%的含义有清楚的理解，才能迅速、正确地列出算式。解第（2）小题时可以按照第（1）小题的思路进行计算，也可从生成SO2和SO3两反应耗O2的关系，以及空气中氧气的体积分数，即可得出结果。
（1）每小时生产纯硫酸为：
（2）解法一：由反应方程式S+O2====SO2和2SO2+O2====2SO3可知，S燃烧生成SO2需O2为a×104 mol，SO2氧化为SO3又需O2为0.5a×104 mol，总共需要O21.5a×104 mol，折算成空气的物质的量为：
解法二：题中“b的下限”其含义是指燃烧后剩余的O2在第二步催化氧化时恰好完全反应，也就是说，燃烧前的氧气恰好满足两步反应。根据化学方程式，两步反应耗氧气之比为2∶1。
所以燃烧后（第一步反应后）混合气体中氧气的体积分数的下限为：b%=1/3×21%=7%。
在18世纪40年代以前，生产硫酸最古老的方法是：以绿矾（FeSO4·7H2O）为原料在蒸馏中煅烧，然后再冷凝至室温，得到一种液体，称之为“绿矾油”。
（1）蒸馏釜所产生的气体中含有的成分是________________________。
（2）绿矾油的成分是________________________。
（3）绿矾油质量分数是________________________。
（4）留在蒸馏釜中的物质是________________________。
正确答案
（1）SO2、SO3、H2O （2）H2SO4 （3）绿矾油质量分数=
根据题意，写出反应式：
2（FeSO4·7H2O）
钢铁是目前使用最广泛的金属材料。请解答下列各题：
(1)选矿是炼铁的重要环节，该过程中会产生大量酸性废水，且废水中多含有高浓度悬浮物，为了防止这些废水对环境造成污染，需要进行废水处理，然后再利用或排放。对这种废水的处理方法有：
____________________ （写出两种方法）。
(2)炼铁的原料是铁矿石，其中有效成分为铁的氧化物，要使其变为单质铁，需要还原剂，工业上一般采用____________作炼铁的还原剂，该物质是将煤经过_______________ （填工艺操作名称）而制得的，该过程还会生成液体产物____________。
(3)目前为了缓解钢铁冶炼造成的用水紧张，很多钢铁厂迁至沿海地区，目的是利用取之不尽的海水，但冶炼钢铁时，需要的是淡水。写出两种海水淡化的方法：_______________。
(4)人们在大炼钢铁的同时，钢铁制品却在被腐蚀着，造成了极大的浪费，因此如何减缓或防止钢铁腐蚀显得比钢铁炼制更加重要。防止钢铁腐蚀的方法很多，有物理方法和化学方法。请写出两种防止钢铁腐蚀的物理方法：_____________，写出两种防止钢铁腐蚀的化学方法：________________。
正确答案
(1)加碱中和法、沉淀法（或过滤法）
(2)焦炭；干馏；煤焦油
(3)蒸馏法、离子交换法（或电渗析法等）
(4)涂刷油漆、干燥保存等；电镀、牺牲阳极的阴极保护法等
柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K+、Mg2+、Br-、
SO42-、Cl-等），来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作③的名称是：____________；操作④需要的玻璃仪器有：_____________。
（2）参照下图溶解度曲线，欲得到较纯的氯化钾晶体需用少量的冷水洗涤___________（选填“固体 A”或“固体B”）。
（3）同学甲提出一些新的方案，对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯，其方案如下：
【有关资料】
【设计除杂过程】
①若在操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊，应采取的措施是__________________，
②混合液A的主要成分是__________________。（填化学式）
【检验除杂效果】
③为检验Mg2+、SO42-是否除尽，通常分别取悬浊液A上层清液于两试管中。进行如下实验：
步骤一：检验Mg2+是否除尽。向其中一支试管中加入KOH溶液，如果没有沉淀生成，则表明Mg2+已除尽。
步骤二：检验SO42-是否除尽。向另一支试管中加入某溶液，如果无有沉淀生成，则SO42-已除尽，效果最好的是_____________（填字母）。
A．Na2CO3 B．BaCl2 C．CaCl2
【获取纯净氯化钾】
④对溶液B加热并不断滴加l mol· L-1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液C。
⑤将溶液C倒入________________（填仪器名称）中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到出现较多晶体，剩余较少水时，停止加热。
【问题讨论】
⑥进行操作⑤前，需先加热，使沉淀颗粒增大，便于过滤；该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽，根据提供的数据计算，此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为_________________。
正确答案
（1）蒸馏；玻璃棒、漏斗、烧杯
（2）B
（3）①更换滤纸，重新过滤；②BaCl2和KOH；③B；⑤蒸发皿；⑥1.6×10-7mol/L
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
（14分）2000年，国家药品监督管理局发布通告暂停使用和销售含苯丙醇胺的药品制剂。苯丙醇胺（英文缩写为PPA）结构简式如下：
其中Φ-代表苯基。
（1）PPA的分子式是____________。
（2）它的取代基中有两个官能团，名称是____________基和____________基。（请填写汉字）
（3）将Φ—、H2N—、HO—在碳链上的位置作变换，可以写出多种同分异构体，其中的5种结构简式分别如下：
请写出另外4种同分异构体的结构简式（不要写出—OH和—NH2连在同一个碳原子上的异构体）__________、_______________、___________________、_____________
正确答案
（1）C9H13ON
（2）羟 氨
（3）
本题主要考查有机物分子式的书写，官能团名称及同分异构体的书写。苯环侧链上三个碳原子连成直链时，三个碳原子的位置各不相同，两个取代基在三个碳原子上分布位置共有6种，题目中已给出了5种，依据规律可写出第六种；若苯环侧链上三个碳原子连成
（8分）2，4，5-三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2，4，5-三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出有毒的二NF749英，简称TCDD。有关物质的结构式如下：
请写出：
（1）生成2，4，5-三氯苯氧乙酸的化学方程式： _________________________
（2）由2，4，5-三氯苯酚生成TCDD的化学方程式：_________________________
正确答案
（1）
（2）
本题旨在考查获取信息、处理信息的能力和有机反应的书写技能。由两种生成物的结构可知均需在2，4，5三氯苯酚、氯乙酸等原料的基础上通过去HCl，得到产物。如将TCDD对称地“一分为二”复原，即可找到反应方程式。
A为无色晶体，B为淡黄色固体；X、C、E、G均为气体。其相关关系如图1-12所示：
图1-12
（1）晶体A常用作城市道路融雪剂，由此可知C为__________，D为__________；
（2）E是新型饮用水消毒剂，其分子构型与G相同，由C生成E的化学方程式是____________________。E作为饮用水消毒剂的主要优点是：①____________________，②____________________。
（3）F与G生成H的化学方程式是____________________。
正确答案
（1）Cl2 Na （2）2NaClO2+Cl2====2ClO2↑+2NaCl ①ClO2消毒效率是同质量Cl2的2.63倍 ②ClO2不会与水中的有机物反应生成氯代烃 （3）Na2O2+SO2====Na2SO4
“晶体A常用作城市道路融雪剂”是本题的题眼——A是氯化钠；电解熔融的氯化钠可得钠和氯气；氯气与NaClO2得到的气体消毒剂应是二氧化氯；钠在氧气中点燃可得过氧化钠；硫在空气中点燃则得到二氧化硫；二氧化硫与过氧化钠反应生成的是硫酸钠。
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