PAGE6-課題2海水的綜合利用1．目前下列工藝過程沒有干脆運用離子交換技術的是()A．硬水的軟化B．電解飽和食鹽水制造NaOHC．電滲析淡化海水D．海水中提取NaCl解析：本題主要考查考生對硬水軟化、電解飽和食鹽水、電滲析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工業流程的了解，依據所學學問可以推斷只有D即海水中提取NaCl沒有干脆運用離子交換技術。答案：D2．在氯堿工業中，原料鹽中的雜質離子危害很高，能破壞離子膜，以下對Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)除去依次不合理的是()A．BaCl2、NaOH、Na2CO3B．BaCl2、Na2CO3、NaOHC．NaOH、BaCl2、Na2CO3D．Na2CO3、BaCl2、NaOH解析：除雜原則是每一種試劑必需過量，不能引入雜質離子，或者引入的雜質離子利用后加試劑能除去。而D選項加入BaCl2后，再加NaOH時不能將過多的鋇離子除去，從而引入新的雜質。答案：D3．下圖中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產物的裝置是()解析：在直流電源和電解池的閉合電路中，電子從電源負極流向電解池的陰極。電解飽和食鹽水，在陽極上生成Cl2，可用碘化鉀淀粉溶液作試劑檢驗Cl2；在陰極上生成H2，可用向下排空氣法收集，采納點燃的操作方法檢驗H2；在陰極區生成NaOH溶液，可用酚酞試液作試劑檢驗NaOH。答案：D4.某學生想制作一種家用環保型消毒液發生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全汲取，制得有較強殺菌實力的消毒液，設計了如右圖所示的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分推斷正確的是()A．a為正極，b為負極；NaClO和NaClB．a為負極，b為正極；NaClO和NaClC．a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl解析：電解飽和食鹽水生成Cl2、H2和NaOH，同時在電解池內制得消毒液，則該消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反應生成的NaClO。在圖示的電解池中，要使Cl2和NaOH充分反應，應使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在飽和食鹽水的電解池中，Cl2生成于陽極、NaOH生成于陰極。電解池的陽極連接電源的正極，陰極連接電源的負極。則a是負極，b是正極。答案：B5．從海水中提取鎂，正確的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up10(HCl))MgCl2溶液→MgCl2晶體eq\o(→,\s\up10(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up10(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(鹽酸))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up10(電解))Mg解析：本題要求我們既要知道鎂是由電解熔融的氯化鎂得到的，還要知道生產中從海水中提取氯化鎂的途徑及原料的合理運用，即利用海邊富有的貝殼資源生產氫氧化鈣以變廢為寶。答案：D6．近幾年來，冠以“綠色”的新概念不斷產生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學等，這里的“綠色”是對人類社會可持續發展戰略的形象表達。“綠色化學”要求從經濟、環保和技術上設計可行的化學反應。據此，由單質鎂制硝酸鎂的下列4個方案中，你認為可行而且符合“綠色化學”要求的方案是()A．Mgeq\o(→,\s\up10(HNO3))Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up10(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(稀HNO3))Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up10(O2))MgOeq\o(→,\s\up10(稀HNO3))Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up10(濃H2SO4))MgSO4eq\o(→,\s\up10(BaNO32溶液))Mg(NO3)2解析：本題是一道試驗評價題，但主要還是考查鎂及其化合物的相互轉化關系。依據題意，“綠色化學”要求從經濟、環保和技術三個方面設計可行的化學反應。從經濟角度考慮，B項最不合算，環節多、運用試劑種類也多；D項不合算，用了兩種較貴的試劑；從環保角度考慮，A、D兩項分別產生了能導致污染環境的氮的氧化物和SO2，B項也運用了會對環境造成污染的Cl2；從技術角度看，D項中Ba(NO3)2溶液的加入量較難限制。答案：C7．海水是一個巨大的化學資源寶庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是()A．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2B．海水蒸發制海鹽的過程中只發生了化學改變C．海水中含有鉀元素，只需經過物理改變就可以得到鉀單質D．利用潮汐發電是將化學能轉化為電能解析：B項，蒸發過程為物理改變；C項，海水中的鉀元素為化合態，得到單質鉀必需經過化學改變；D項，潮汐是漲潮、落潮的過程，潮汐發電過程中無化學改變。答案：A8．工業上的海水資源開發利用的部分工藝流程如下圖所示：(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜共同允許通過的分子或離子是________，電解槽中的陽極材料為________________。(2)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4依次制備？________，緣由是____________________________________。(3)溴在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，緣由是_______________________________。解析：本題以海水資源的綜合利用為載體考查了化學化工生產與工藝的學問，(1)工業上用離子交換膜法電解食鹽水時采納的陽離子交換膜只允許Na＋通過，隔膜電解槽中的隔膜只允許水和離子通過，則二者均允許通過的離子或分子是陽離子(或Na＋)，電解槽中用來做陽極的是鈦或石墨。(2)硫酸鈣是微溶性的物質，假如先加入石灰水生成氫氧化鎂沉淀，過量的Ca2＋會生成硫酸鈣沉淀，造成產品中有雜質，使產品不純。(3)用四氯化碳萃取溴時須要的工藝困難，設備投資大，并且四氯化碳會造成環境污染。答案：(1)陽離子(或Na＋)鈦(或石墨)(2)否假如先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會夾有CaSO4沉淀，產品不純(3)四氯化碳萃取溴工藝困難，設備投資大，經濟效益低，環境污染嚴峻9．海水中含有豐富的化學元素，下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產流程簡圖：請回答：(1)Mg(OH)2中加入鹽酸后，要獲得MgCl2·6H2O晶體，須要進行的試驗操作依次為________。A．蒸餾B．灼燒C．過濾D．蒸發E．冷卻結晶(2)利用MgCl2·6H2O可制得無水氯化鎂，應實行的措施是________________。(3)目前工業上主要采納隔膜法電解飽和食鹽水，下列關于隔膜電解槽的敘述錯誤的是________。A．隔膜的作用是防止氯氣和氫氧化鈉、氯氣和氫氣接觸而發生反應B．電解之前應除去Ca2＋、Mg2＋以防止電解時生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C．陰極產物為氫氧化鈉和氫氣D．電解槽的陽極用金屬鐵網制成(4)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等，可進一步加工制得一些重要的產品。若將母液加熱升溫到60℃以上，隨著水分的蒸發，會漸漸析出晶體，此晶體的主要成分是________________；過濾上述晶體后，將濾液降溫到30℃以下，又漸漸析出晶體，用肯定量的冷水洗滌該晶體，最終可得到比較純凈的________晶體。解析：(1)由溶液中提純易溶于水的晶體，常用蒸發、冷卻結晶的方法。(2)MgCl2·6H2O制無水氯化鎂，假如干脆加熱MgCl2·6H2O不能得到，應將MgCl2·6H2O在干燥的HCl氣流中加熱得無水MgCl2。(3)隔膜法電解槽的陽極用碳棒制成，陰極為鐵網，所以D錯誤。(4)將母液加熱升溫到60℃以上，由圖像可知MgSO4的溶解度隨著溫度的上升而降低，所以隨著水分的蒸發，會有MgSO4晶體和氯化鈉析出，然后將濾液降溫到30℃以下，又漸漸析出KCl晶體。答案：(1)D、E、C(2)將MgCl2·6H2O在HCl氣流中脫水，防止MgCl2水解(3)D(4)MgSO4、NaClKCl10．江蘇擁有較長的海岸線，浩瀚的海洋是一個巨大的物質寶庫，目前世界各國都在探討如何充分利用海洋資源。(1)如下圖所示，在電場中利用膜技術(陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過)淡化海水，該方法稱為電滲析法。①圖中膜a應選用________膜。②電滲析法還可用來處理電鍍廢液，寫出用該方法處理含硝酸銀廢液時所發生反應的化學方程式_____________________________________。(2)海水中的氘(含HDO0.03‰)發生聚變的能量，足以保證人類上億年的能源消費，工業上可采納“硫化氫－水雙溫交換法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四種物質，在25℃和100℃兩種不同的溫度下發生的兩個不同反應得到較高濃度的HDO。①從物質的粒子構成看，H2O、HDO的不同點是________。②下圖為“硫化氫—水雙溫交換法”所發生的兩個反應中涉及的四種物質在反應體系中的物質的量隨溫度的改變曲線，寫出100℃時所發生反應的化學方程式____________________________；工業上富集HDO的生產過程中，可以循環利用的一種物質是________。解析：本題以海水資源的利用、新材料的運用為背景，題材選自于《化學與技術》中的文字信息，綜合考查電解原理、原子與分子結構、綠色化學思想，以及學生的信息獲得、提煉與理解實力，對學生的思維實力要求較高。(1)中依據電場作用下離子的移動推斷Na＋、Cl－的運動方向，依據“濃縮室”、“淡化室