- 化学与自然资源的开发利用
- 共8899题
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)
海水中蕴藏着丰富的资源．海水综合利用的流程图如下：
粗盐各种产品卤水MgCl2Mg晒盐分离海水精制饱和食盐水
（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100mL NaCl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，经转化后可获得MgCl2粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；
c．在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2•6H2O；
d．将MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；
e．电解熔融的氯化镁可得到Mg．
①步骤d中的“一定条件”指的是______，目的是______．
②上述提取镁的流程中，为了降低成本，减少污染，可以采取很多措施，请写出其中一点______．
③有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则．你同意该同学的想法吗？______，请说出你同意或不同意的理由______．
正确答案
（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）
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：
由2NaCl+2H2O
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+H2O
故答案为：2NaCl（熔融）
（2）①MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2，若直接加热MgCl2•6H2O，会促进Mg2+水解，得不到无水MgCl2，因Mg2+水解呈酸性，加盐酸或在氯化氢气流中可抑制Mg2+水解，故一定条件为在HCl气流中，目的是抑制Mg2+水解；
②电解熔融氯化镁得到的氯气有毒，若排放大气中会污染空气，若把电解得到的氯气和氢气化合得到氯化氢，可制得c步需要的盐酸，利用氯化氢气流来抑制
Mg2+水解，即降低了成本，又防止了污染．
③氧化镁熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本，故不同意该同学的想法．
故答案为：氯化氢气流中 抑制Mg2+水解；e步电解产生的Cl2用于制取HCl气体，利用抑制d步中MgCl2水解，并制得c步中所需用盐酸；不同意；因为MgO熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本．
海水资源的利用具有非常广阔的前景．
（1）海水淡化的主要方法有（只写出1种即可）______．
（2）海水中丰富的氯化钠是重要的化工原料，如电解饱和食盐水可以制备多种化工产品．
①用石墨电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式是______．
②常温下，用石墨电极电解饱和食盐水，当阴极产生的气体体积为112mL（已折算为标准状况）时停止电解，此时溶液体积为1L，若忽略气体的溶解，最终溶液的pH约为______．
正确答案
（1）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，其中最常用的是蒸馏法，目前多采用多级闪急蒸馏法，故答案为：蒸馏法；
（2）①电解饱和食盐水时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
②因电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H2O
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）
海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示
（1）石灰乳主要成分的化学式是___________。
（2）粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，
粗盐溶于水过滤，在滤液中加入NaOH后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）、③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
____________________________________________
（4）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。
______________________、______________________
（5）用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水
MgCl2，其原因是______________________。
（6）用电解无水MgCl2制取金属镁时，阴极的电极反应式是______________________；电解精制饱和
NaCl溶液时，阴极的电极反应式是______________________。
正确答案
（1）Ca(OH)2（2）③①②
（3）加入盛有足量MgCl2溶液的烧杯中，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。
（4）MgCl2·6H2O
HCl↑）
（5）在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水
MgCl2（6）Mg2++2e-=Mg、2H++2e-= H2↑
（三选一）【化学与技术】
地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”，从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。
(1)可用____的方法浓缩海水。
(2)向浓缩后的海水中通入Cl2将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为________。
(3)通过上述反应，生成的溴单质依然溶解在海水中，利用溴的_______性，鼓入热空气或水蒸气，就可将溴吹出来。
(4)将吹出的溴用纯碱溶液吸收，所得溶液用H2SO4酸化，使溴的化合物转化为单质溴，再用某种溶剂提取，该溶剂可以是___________。
A.水 B.乙醇 C.苯 D．乙酸
(5)这样得到的溴还混有少量Cl2，如何除去？_____________________。
正确答案
(1)日晒、风吹
(2)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(3)挥发
(4)C
(5)加入适量NaBr溶液反应，再用有机溶剂提取
工业上从海水中提出取溴常采用如下方法：
(1)向海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，这一过程所发生的反应属于非金属间的___________反应；
(2)向上述混合溶液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱液吸收，生成NaBr、NaBrO3，这一过程可用离子方程式表示为：___________________________；
(3)将(2)所得混合液用H2SO4酸化，使NaBr和NaBrO3中的溴转化为单质溴。这一过程可用化学方程式表示为______________________；
(4)这样得到的液溴中还混有少量Cl2，除去Cl2的方法是___________________。
正确答案
(1)氧化还原（置换）
(2)3Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑
(3)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O
(4)加NaBr后用汽油萃取
海洋是一个巨大的资源宝库，合理开发海洋资源对于实现可持续发展具有重要的战略意义。盐卤中除含有Mg2+、Cl-外，还含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42-和CO(NH2)2等。从海水提取食盐和Br2以后的盐卤中可以提取MgCl2、MgO、Mg(OH)2等物质，流程如下图所示
请回答下列问题：
(1)从MgCl2溶液得到MgCl2·6H2O晶体的过程中所需的基本操作有_________（填字母）。
A．加热蒸干 B．加热浓缩 C．冷却结晶 D．趁热过滤 E．过滤洗涤
(2)制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是_____________。
(3)用NaClO除去尿素CO(NH2)2时，生成物除盐外，都是能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式 为：________________；加入NaClO的另一个作用是_____________。
(4) Mg(OH)2是制镁盐、耐火材料和阻燃剂的重要原料。已知：
①25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12；②Mg(OH)2(s)=MgO(g)+H2O(g) △H=+81.5kJ/mol。
①下列叙述正确的是_________。
A．从盐卤或海水中获得Mg(OH)2时，工业上选择NaOH作沉淀剂
B．Mg(OH)2能作阻燃剂的原因是它分解吸热且生成的MgO能覆盖可燃物
C．可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁
②酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
25℃时，在Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为____________。
正确答案
(1)BCE
(2)防止Mg2+水解
(3)3NaClO+CO(NH2)2=3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O或NaOH+3NaClO+CO(NH2)2=3NaCl+NaHCO3+N2↑+2H2O
；将Fe2+氧化为Fe3+，并形成Fe(OH)3而除去
(4)①B；②蓝色
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质，其流程如下图所示
(1)粗盐中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质，为除去这些杂质并得到精盐，进行如下操作：
①溶解；②加过量的BaCl2溶液；③加过量的NaOH溶液；④加过量的Na2CO3溶液；⑤_______________；
⑥加适量的盐酸；⑦_____________。
(2)溶液Ⅱ中发生反应的化学方程式是______________。
(3)Mg(OH)2沉淀中因混有Ca(OH)2，可选用____________溶液进行洗涤以除之。
(4)高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)所得固体是氧化镁，试写出该反应的化学方程式____________________。
(5)若在母液中通入氯气可提取海水中的溴，反应的离子方程式为________________。
正确答案
(1)过滤；蒸发结晶
(2)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
(3)MgCl2（或“氯化镁”）
(4)MgCl2·6H2O
(5)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
目前，世界上生产的镁有60%来自海水，其生产流程图如下
（1）贝壳的主要化学成分为______（写化学式）；
（2）写出反应②的离子方程式：______
（3）写出Mg与CO2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向与数目：______其中还原剂是______
（4）电解氯化镁所得的氯气除用于生产盐酸外，请举出氯气在工业上的另一种用途（用化学方程式表示）
______．
正确答案
煅烧贝壳发生的反应为CaCO3
（1）贝壳的主要成分是碳酸钙，其化学式为CaCO3，故答案为：CaCO3；
（2）氢氧化镁和稀盐酸发生复分解反应生成氯化镁和水，离子反应方程式为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O，
故答案为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；
（3）镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，该反应中Mg元素化合价由0价变为+2价、C元素化合价由+4价变为0价，转移电子数为4，
故答案为：
（4）氯气是制备漂粉精的主要原料，发生的反应为：2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，
故答案为：2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
海水是地球的元素宝库，即便在提取氯化钠、溴、镁后的“废液”中，仍然可以提取有用物质，如碘．应用这种“废液”提取碘的工艺流程如图所示．
（1）步骤③加铁粉的目的是______．
（2）写出步骤④中反应的离子方程式：______．
（3）上述生产流程中，可以循环利用的副产物是______．
（4）操作⑤的名称是______，选用的试剂是______．
正确答案
（1）根据流程图可知步骤③加铁粉的目的是铁与碘化银转化成碘化亚铁和单质银；
故答案为：使碘化银转化成碘化亚铁和单质银；
（2）氯气能氧化Fe2+和I-分别生成Fe3+和I2，离子方程式为：2Fe2++4I-+3Cl2=2I2+2Fe3++6Cl-；
故答案为：2Fe2++4I-+3Cl2=2I2+2Fe3++6Cl-；
（3）根据流程图可以看出，Ag可以循环利用；
故答案为：Ag；
（4）碘在水中的溶解度小，可用CCl4萃取出水溶液中的碘，然后分液；
故答案为：萃取、分液；CCl4；
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