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课时跟踪检测(十九) 4.1.2 海水资源的开发利用
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括13小题，每小题5分，共65分)
1．下列属于海水化学资源利用的是( )
A．海水淡化 B．海水冷却循环
C．海水提溴 D．海水发电
解析：选C。海水淡化、冷却循环、发电均是水资源的利用，海水提溴、碘、镁、钠等均是化学资源的利用。
2．海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法中不正确的是( )
A．电解法分解海水，制取洁净的热能资源氢气
B．采用太阳光照射法晒制工业用食盐
C．针对能量现状，大力开发潮汐能和波浪能
D．铀是海水中的微量元素，但核工业的铀主要从海水中提取
解析：选A。用电解法分解海水制取氢气，需消耗大量的电能，经济效益差，发展前景不乐观。
3．水资源非常重要，下列关于水的说法，错误的是( )
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D．0 ℃以上，温度越高，水的密度越小
解析：选D。海水中溶有Na＋、Mg2＋、Cl－及SO等离子，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏的方法将其分离，A项正确。上述杂质的溶入使水溶液的密度增大，B项正确。雪和雨水的成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C项正确。由于水在4 ℃时密度最大，在0～4 ℃，温度升高，水的密度增大，D项错误。
4．从海水中提取镁，下列正确的途径是( )
A．海水Mg(OH)2Mg
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B．海水MgCl2Mg
C．海水Mg(OH)2MgCl2Mg
D．海水MgCl2Mg
解析：选C。用石灰乳先将海水中的Mg2＋沉淀，然后再用盐酸溶解Mg(OH)2得到MgCl2，最终电解熔融的MgCl2制得Mg。
5．海水提溴过程中将Br－氧化成Br2，可向其中加入氧化剂，合适的是( )
A．酸性KMnO4溶液 B．氯水
C．FeCl3溶液 D．碘水
解析：选B。Fe3＋和I2的氧化性都不如Br2的强，C、D不正确；酸性KMnO4溶液能氧化Br－，但不适合工业生产用，KMnO4价格比较贵，A不正确。
6．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①②③⑤ D．①②④⑤
解析：选A。2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水为盐酸，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3(纯碱)＋CO2↑＋H2O，故利用NaCl可以制NaOH(烧碱)、Na2CO3(纯碱)、Na、Cl2、盐酸，故选A。
7．海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是( )
A．溶解、过滤 B．溶解、过滤、蒸发
C．溶解、加AgNO3溶液、过滤 D．加热使碘升华
解析：选D。氯化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法。
8．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是( )
A．加入适量的KI溶液
B．通入溴蒸气
C．加氢氧化钠溶液
D．加入适量的溴化钠溶液
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解析：选D。A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项，发生反应：Cl2 ＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。
9．下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是( )
A．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．Mg(OH)2MgO＋H2O
D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
解析：选C。A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。
10．某同学设计实验从海带中提取碘：①滴加稀硫酸和双氧水；②在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬，在灰烬中加水搅拌；③加四氯化碳并振荡；④过滤；⑤分液。该实验的合理操作顺序是( )
A．①③⑤②④ B．②①③④⑤
C．②④①③⑤ D．③①②⑤④
解析：选C。设计原理是使海带中的I－变成碘单质，再用萃取分液的方法分离。反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
11．海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；④将产物熔融后电解，关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此方法的优点之一是原料的来源丰富
B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．第④步通电时会产生氯气
D．涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应
解析：选D。海水提镁的反应有CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2Mg＋Cl2↑。上述反应中无置换反应。
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12．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是( )
解析：选D。灼烧海带应使用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B选项错误；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C选项错误。
13．从淡化的海水中提取溴的流程如下：
…―→
下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可用饱和Na2SO3溶液
B．步骤Ⅰ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
解析：选C。X试剂具有还原性，能把Br2还原为Br－，X试剂可用饱和Na2SO3溶液，A正确；Cl2的氧化性比Br2的强，能把Br－从溶液中置换出来，B正确；未指明Cl2所处的状态，故无法确定Cl2的体积，C错误；从浓溴水中提取Br2需要萃取、分液、蒸馏操作，D正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共35分)
14．(8分)镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用____________________，要使MgSO4
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完全转化为沉淀，加入试剂的量应________________。
(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是________。
(3)试剂②选用________，写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的 MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。
(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。
(3)用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
(4)工业上电解熔融MgCl2来制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑。
答案：(1)石灰乳 过量 (2)过滤
(3)盐酸 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(4)MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
15．(8分)海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：
(1)步骤①反应的离子方程式是
_____________________________________________，
步骤③反应的化学方程式是
___________________________________________。
(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是________。
A．NaOH B．FeCl2 C．Na2SO3 D．H2O
(3)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：
____________________________________。
(4)步骤③中氧化剂是________，若反应中生成2 mol HBr，则消耗________mol SO2。
(5)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2
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三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________。
解析：由流程图和反应原理可写出离子方程式和化学方程式分别为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2＋、SO具有强还原性也能吸收Br2。步骤⑤中若温度过高，大量水蒸气随溴排出，液溴中水的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。步骤③中发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2 mol HBr，则消耗1 mol SO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2蒸馏得到Br2。经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>SO2。
答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (2)ABC (3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，液溴中水的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低 (4)Br2 1 (5)Cl2>Br2>SO2
16．(9分)海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：
―→
(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填字母)。
A．酒精(沸点78 ℃)
B．四氯化碳(沸点77 ℃)
C．甘油(沸点290 ℃)
D．苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量________(填字母)溶液，反应的离子方程式为
________________________________________。
A．KIO3 B．HClO
C．KI D．Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是__________________________________。
解析：从含碘溶液中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离
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出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为ICl＋KI===I2＋KCl。
答案：(1)萃取分液 分液漏斗 (2)BD
(3)C ICl＋I－===I2＋Cl－ (4)蒸馏法
17．(10分)地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg/L。其工业提取方法有如下几种。
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①_________________________________________________(写出离子方程式)；
②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；
③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。
其中反应②中氧化剂是______，还原剂是______。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
解析：工业上提取溴的原理：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂萃取，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 Br2 Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗 ②
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