2022新课标同步导学化学练习《海水中提取溴镁和重水》(人教版选修2).docx

第2单元课题2 第2课时
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一、选择题
1．以下说法不正确的选项是(　　)
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法
B．海水中溶解的主要无机盐有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体
D．海水淡化因能耗大，本钱高，不能形成规模化生产
【解析】　A项中涉及海水淡化的几种主要方法，正确。B项中海水含有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SO42－、Cl－、Br－等，因此可以从海水中得到NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等物质。C项中海水淡化的同时，得到了含盐较多的卤水，为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等提供了较好的原料，可以降低本钱，C项正确。D项中最初海水淡化能耗大，本钱高，但随着技术的进步，使用规模的扩大，本钱已大大降低，故错误。
【答案】　D
2．从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶　②加熟石灰
③加盐酸　④过滤　⑤熔融电解，正确的生产顺序是(　　)
A．①②③④⑤B．⑤④③①②
C．②④③①⑤D．③④②①⑤
【解析】　海水中含有Mg2＋，参加Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2＋的熔融化合物。假设直接加热Mg(OH)2，那么Mg(OH)2发生分解生成MgO：Mg(OH)2MgO＋H2O，MgO熔点高，很难熔融；工业上不采用电解熔融MgO的方法，而是将Mg(OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
【答案】　C

A．此法的优点之一是原料取自大海
B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2
C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁
D．电解法冶炼金属要消耗大量的电能
【解析】　有关反响方程式：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2Mg＋Cl2↑。
【答案】　C
4．向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，将溶液蒸干并灼烧，得到固体剩余物的组成可能是(　　)
A．NaCl　Na2SO4B．NaCl　NaBr　Na2SO4
C．NaCl　Na2SO4　I2D．NaCl　NaI　Na2SO4
【解析】　当Cl2足量时，由于Cl2和NaBr、NaI反响生成的Br2易挥发，I2易升华，Cl2和Na2SO3反响生成Na2SO4和NaCl，所以A项正确；C项错误；当Cl2缺乏时，因为I－复原性大于Br－，故D项错误；当Cl2的量缺乏以使NaBr完全反响时，B项也是可能的。
【答案】　AB
5．(2022年安徽理综高考题)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如右图所示，电解总反响为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。以下说法正确的选项是(　　)
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生复原反响
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
【解析】　从反响中得知Cu在通电时失电子，在阳极放电，发生氧化反响，另一电极(石墨)作阴极，发生复原反响，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，相应的2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D项错。
【答案】　A
6．用电解水的方法分析水的组成时，需要参加一些电解质以增强水的导电性，不易参加的物质是(　　)
A．Na2SO4B．NaNO3
C．KOH D．CuSO4
【解析】　前提要电解水，那么必须选择放电能力小于H＋或OH－的Na＋，K＋与H＋比较，H＋优先放电，但Cu2＋与H＋比较Cu2＋先放电，参加D那么不是电解水；SO42－、NO3－与OH－比，OH－优先放电。
【答案】　D
7．世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成石灰乳　②在海水中参加石灰乳，过滤，洗涤沉淀物　③将沉淀物与盐酸反响，结晶、过滤　④在氯化氢热气流中枯燥晶体　⑤电解上述晶体的熔融物。以下说法不正确的选项是(　　)
A．镁元素在元素周期表中位于第3周期，ⅡA族
B．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
C．在氯化氢热气流中枯燥晶体的目的是抑制MgCl2水解
D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法
【解析】　D项中操作的反响方程式是MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，即电解MgCl2溶液得不到镁。
【答案】　D
8．近年来，冠以“绿色〞的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等。这里的“绿色〞是对人类社会可持续开展战略的形象表述。“绿色化学〞要求从经济、环保和技术上出发设计可行的化学反响。据此，由单质镁制硝酸镁的以下4个方案中，你认为可行并且符合“绿色化学〞要求的方案是(　　)
A．MgMg(NO3)2
B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2
C．MgMgOMg(NO3)2
D．MgMgSO4Mg(NO3)2
【解析】　C项无污染，操作简单易行。
【答案】　C
9．关于以下各装置图的表达中，不正确的选项是(　　)
A．装置①中，d为阳极、c为阴极
B．装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体
C．装置③中X假设为四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢，并防止倒吸
D．装置④可用于枯燥、收集氨气，并吸收多余的氨气
【解析】　装置①中电子流向和电流方向相反，d应为阴极。
【答案】　A
10．电解CuSO4溶液时，假设要到达如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解质溶液中Cu2＋浓度不变。那么选用的电极是(　　)
A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极
B．铁作阳极，铜作阴极
C．石墨作阳极，铂作阴极
D．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极
【解析】　纯铜作阳极时，构成电镀池，电解液中Cu2＋浓度不变，假设用粗铜作阳极时，溶液中Cu2＋浓度会略有减小。
【答案】　A
二、非选择题
11．工业上从海水中提取溴可采用如下方法：
(1)向预先经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，反响的离子方程式为____________________________________________________________________________。
(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出用纯碱溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3和CO2，反响的化学方程式为_______________________________________。
(3)将(2)所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴，还可以得到副产品Na2SO4，写出这一变化的离子方程式为______________________________________。
(4)这样得到的溴中还混有少量Cl2，怎样除去
______________________________________。
【答案】　(1)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
(2)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑
(3)5Br－＋BrO3－＋6H＋===3Br2＋3H2O
(4)加NaBr
12．工业上的海水资源开发利用的局部工艺流程如以下列图所示：
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜共同允许通过的分子或离子是________，电解槽中的阳极材料为______________________________________。
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备________，原因是__________________________________________________。
(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_________________________________________________。
【解析】　此题以海水资源的综合利用为载体考查了化学化工生产与工艺的知识。
(1)工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许Na＋通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，那么二者均允许通过的离子或分子是阳离子(或Na＋)，电解槽中用来做阳极的是铂或石墨。
(2)硫酸钙是微溶性的物质，如果先参加石灰水生成氢氧化镁沉淀，过量的Ca2＋会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。
(3)用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。
【答案】　(1)阳离子(或Na＋)　铂(或石墨)
(2)否　如果先沉淀Mg(OH)2，那么沉淀中会夹有CaSO4沉淀，产品不纯
(3)四氯化碳萃取溴工艺复杂，设备投资大，经济效益低，环境污染严重
13．从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
①从离子反响的角度思考，在母液中参加石灰乳所起的作用是
______________________________________。
②石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是________________________________________________________________________________。
③电解熔融的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，以下物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是(填写代号)：________。
A．H2B．CO2
C．空气　　D．O2
E．水蒸气
【解析】　①Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子中，Mg2＋与石灰乳提供的OH－反响生成Mg(OH)2沉淀。
②“充分利用当地海洋化学资源〞，它暗示的是利用贝壳中的CaCO3生产生石灰。
③镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸汽应在复原性的气氛中冷却，题给物质中只有H2不和Mg反响。
【答案】　①沉淀Mg2＋[或制取Mg(OH)2]　②贝壳　③A
14．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图：
请答复：
(1)Mg(OH)2中参加盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为________。
A．蒸馏 B．灼烧
C．过滤 D．蒸发
E．冷却结晶
(2)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是_______________________。
(3)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，以下关于隔膜电解槽的表达错误的选项是________。
A．隔膜的作用是防止氯气和氢氧化钠、氯气和氢气接触而发生反响
B．电解之前应除去Ca2＋、Mg2＋以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气
D．电解槽的阳极用金属铁网制成
(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4，KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。假设将母液加热升温到60 ℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30 ℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯洁的________晶体。
【解析】　(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。
(2)MgCl2·6H2O制无水氯化镁，如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到，应将MgCl2·6H2O在枯燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。
(3)隔膜法电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。
(4)将母液加热升温到60 ℃以上，由图象可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和氯化钠析出，然后将滤液降温到30 ℃以下，又逐渐析出KCl晶体。
【答案】　(1)D、E、C
(2)在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解
(3)D
(4)MgSO4、NaCl　KCl