1、第5讲环境保护与绿色化学海水资源的开发利用课时集训测控导航表考点基础题组能力题组挑战题组海水资源的综合利用2,4,56,9,1112环境保护和绿色化学17,8综合应用310131.(2016河北武邑中学月考)环境污染已经成为人类社会面临的重大威胁,下列对应关系不正确的是(B)环境问题造成环境问题的主要物质A酸雨二氧化硫、氮氧化物B臭氧空洞二氧化碳C白色污染塑料垃圾D光化学烟雾氮氧化物、碳氢化合物解析:氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因,与二氧化碳无关。2.从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作,其中正确的是(D)解析:灼烧海带应用坩埚,A错误;过滤时应用玻璃棒引流,B错误;苯的密度比水的小,萃取了单
2、质碘的苯在上层,应从分液漏斗的上口倒出,C错误。3.(2016陕西镇安中学月考)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是(C)A.海水淡化技术的进步有助于淡水资源紧缺问题的解决B.含重金属离子的电镀液不能随意排放C.煤经过气化和液化两个物理变化过程后变为清洁能源,这是煤的综合利用的方法D.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放解析:煤经过气化和液化两个化学变化过程后变为清洁能源,这是煤的综合利用的方法,C错误。4.下列有关海水综合利用的说法正确的是(C)A.电解饱和食盐水可制得金属钠B.海带提碘只涉及物理变化C.海水提溴涉及氧化还原反应D.海水提镁只涉及复分解反应解析:电解饱和食盐水得到
3、氢氧化钠、氯气和氢气,A错误;海带提碘,将碘离子氧化生成碘单质时发生化学变化,B错误;海水提镁过程中电解氯化镁生成镁不是复分解反应,D错误。5.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 反应的离子方程式是 。(2)步骤反应的化学方程式是 。从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是 。A.NaOHB.FeCl2C.Na2SO3 D.H2O(3)步骤蒸馏的过程中,温度应控制在8090 。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因: 。解析:(1)Cl2与海水中的Br-发生置换反应。(2)在溶液中SO2与Br2反应生成H2SO4和HBr;只从理论上考虑,NaO
4、H具有强碱性,能吸收Br2,Fe2+、S具有强还原性也能吸收Br2,但Br2在水中的溶解度较小,不能用水吸收。(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。答案:(1)2Br-+Cl2Br2+2Cl-(2)SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBrABC(3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低6.海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法错误的是(B)A.海水中含有溴元素,需经过化学变化才可以得到溴单质B.无论是海水波浪发电还是潮汐发电,都是将化学能转化为电能C.从海水中可以
5、得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属钠D.氯碱工业和纯碱工业的原料都有食盐解析:海水中含有溴元素,需经过化学变化才可以得到溴单质,A正确;无论是海水波浪发电还是潮汐发电,都是物理变化,不可能将化学能转化为电能,B错误;从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属钠,C正确;氯碱工业是电解饱和食盐水,纯碱工业是向饱和食盐水中通氨气、二氧化碳制取碳酸氢钠,最后加热得到碳酸钠,都用到食盐,D正确。7.(2016浙江金丽衢十二校联考)下列有关叙述正确的是(A)A.“煤改气”“煤改电”等改造工程有利于减少雾霾天气B.PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等元素均为对人体有害的金属元素C.田间焚烧
6、秸秆易造成灰霾,灰霾粒子平均直径在1 0002 000 nm 之间,能发生丁达尔效应D.汽车尾气净化装置可将尾气中的NO和CO等有害气体转化为N2和CO2,该装置中的催化剂可降低NO和CO反应的活化能,有利于提高该反应的平衡转化率解析:“煤改气”“煤改电”等清洁燃料改造工程减少了二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物的排放,有利于减少雾霾天气,A正确;砷是非金属元素,B错误;灰霾粒子平均直径在1 0002 000 nm之间,不能形成胶体分散系,不能产生丁达尔效应,C错误;催化剂不能改变平衡转化率,D错误。8.“绿色化学”要求从技术上、经济上设计可行的化学反应,使其尽可能减少对环境的副作用。下列化学反
7、应中,不符合绿色化学理念的是(C)A.用氨水吸收硫酸厂的尾气:SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3B.除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2OC.制硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2OD.制硫酸铜:2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O解析:绿色化学要求我们尽可能研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在工业生产各个环节都争取做到净化和无污染。在选项A、B、D中,每一种物质都得到了充分利用,而且均没有污染产生,但在选项C中,铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的同时还放出了有毒的二氧化硫气体,所以选项
8、C不符合绿色化学的理念。9.在溴的空气吹出法工艺中,有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的,也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的。下列有关说法正确的是(B)A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱作还原剂D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应解析:用纯碱溶液吸收Br2的反应为3Br2+3Na2CO3NaBrO3+5NaBr+3CO2,是氧化还原反应;用SO2吸收Br2的反应为Br2+2H2O+SO22HBr+H2SO4,也是氧化还原反应。10.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。下
9、列说法中不正确的是(C)A.用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉-KI试纸会变蓝B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉-KI试纸褪色的原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HClC.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2I2ID.途径中若生成1 mol I2,则反应中转移的电子数为10NA解析:根据途径可知氧化性Cl2I2,根据途径可知氧化性II2,根据途径可知氧化性Cl2I,C不正确。11.(2016黑龙江哈尔滨模拟)碘是人类发现的第二个生命体必需微量元素。回答下列问题:(1)碘与氯是同族元素,它们位于元素周期表的第族;HI的稳定性比HCl(填“强”或“弱”,下同),HI的还原性比HC
10、l。(2)自然界中的碘有的以NaIO3形态存在于硝石(NaNO3)中,向硝石母液中加入NaHSO3可以制得I2,请写出NaIO3溶液和NaHSO3溶液反应的离子方程式: 。(3)碘还以碘化物的形态存在于海水中,被海藻类植物吸收而富集,从海带中提取碘的过程如图:海带海带灰海带灰悬浊液含碘离子溶液单质碘含碘苯溶液含碘水溶液步骤的操作名称为 ;步骤发生反应的离子方程式为 ;步骤得到的滤液中c(I-)=0.004 molL-1,取10 mL滤液加入10 mL Pb(NO3)2溶液,若要生成PbI2沉淀,则所加Pb(NO3)2溶液的浓度应大于molL-1已知 Ksp(PbI2)=9.81。解析:(1)碘
11、与氯是同族元素,位于元素周期表的第A族,同主族元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,但氢化物的还原性越弱,HI的稳定性比HCl弱,HI的还原性比HCl强。(2)碘酸根离子和亚硫酸氢根离子发生氧化还原反应的离子方程式为2I+5HS3H+5S+I2+H2O。(3)分离固体和液体用过滤;步骤过滤得到含碘离子的溶液;步骤MnO2为氧化剂,Mn元素化合价从+4价降低到+2价,碘离子为还原剂,碘从-1价I-变为0价碘单质,所以反应为2I-+MnO2+4H+Mn2+I2+2H2O;根据题意,沉淀是PbI2,步骤得到的滤液中c(I-)=0.004 molL-1,混合后c(I-)=0.002 molL-1,根
12、据 Ksp(PbI2)=cPb(NO3)2c2(I-),求得Pb(NO3)2溶液的浓度为 molL-1=2.4510-3 molL-1,则混合前,即原Pb(NO3)2溶液的浓度应大于22.4510-3 molL-1=4.910-3 molL-1。答案:(1)A弱强(2)2I+5HS3H+5S+I2+H2O(3)过滤2I-+MnO2+4H+Mn2+I2+2H2O4.910-312.(2016江西南昌月考)根据下图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法不正确的是(C)已知:MgCl26H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。A.过程的提纯是化学过程,过程通过氧化还原反应可产生2种单质B.在过
13、程中将MgCl26H2O直接灼烧得不到MgCl2C.在过程、反应中每氧化0.2 mol Br-需消耗2.24 L Cl2D.过程反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题解析:由粗盐得到精盐,就是要除去粗盐中的杂质,除去Mg2+、C、S,分别用NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液,这些反应都是化学反应,电解饱和食盐水生成氢气和氯气两种单质,A正确;因为MgCl26H2O受热生成 Mg(OH)Cl 和HCl气体,得不到无水MgCl2,B正确;根据2Br-+Cl2Br2+2Cl-可知,每氧化0.2 mol Br-需消耗 0.1 mol Cl2,0.1 mol Cl2在标准状况下的体积为2.2
14、4 L,在其他状况下不一定为2.24 L,C不正确;根据Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4可知,反应后溶液呈强酸性,能与金属容器反应,所以生产中需解决其对设备的腐蚀问题,D正确。13.导学号 16972116当今世界各国充分认识到海洋资源的重要性,海水的综合利用是当今的热点话题之一。(1)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示:天然海水吸收含硫的烟气后,需要用氧气进行氧化处理,其反应的化学方程式是,氧化后的海水需要加入NaOH,与之混合后才能排放。该操作的主要目的是 。(2)利用氯碱工业产品来处理含SO2的烟气的流程如图所示:“吸收
15、装置”中发生反应的离子方程式是 。上述流程中循环利用的物质是 。(3)空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法,适合从低浓度含溴溶液中提取溴。浓缩的海水低浓度Br2溶液含NaBr和NaBrO3等物质的溶液工业Br2通入空气吹出Br2,并用Na2CO3吸收的目的是 ;反应中每生成3 mol Br2,转移电子的物质的量为mol;为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中 (填字母)。a.通入HBr b.加入NaBr溶液c.加入Na2CO3溶液d.加入Na2SO3溶液(4)从海水中提纯粗盐后的母液中含有K+、Na+和Mg2+等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁:从离子反应的角度思考,在母
16、液中加入石灰乳所起的作用是 ;电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是 (填字母)。A.ArB.CO2C.空气D.O2E.水蒸气解析:(1)氧气将H2SO3氧化为硫酸,该反应为2H2SO3+O22H2SO4,氧化后的“海水”需中和稀释生成的酸(H+)后才能排放,即NaOH与硫酸发生中和反应。(2)氯碱工业产品之一为NaOH,用NaOH吸收SO2,其离子方程式为SO2+OH-HS;回收装置中 NaHSO3溶液与HCl反应生成NaCl溶液,NaCl溶液又是氯碱工业的原料,故循环利用的物质是NaCl。(3)由流程可知,海水浓缩后与氯气发生2
17、Br-+Cl2Br2+2Cl-,用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,从而达到富集溴的目的,反应中发生5Br-+6H+Br3Br2+3H2O,每生成3 mol Br2,转移电子的物质的量是5 mol;除去工业Br2中微量的Cl2,不能选碳酸钠、亚硫酸钠,因与溴能反应,a会引入杂质,只有b中NaBr溶液与Cl2反应,然后分液可除去Cl2。(4)石灰乳能将镁离子转化为沉淀;用作镁蒸气的冷却剂,应不与Mg反应,只有A符合。答案:(1)2H2SO3+O22H2SO4NaOH与硫酸发生中和反应(2)SO2+OH-HSNaCl(3)富集溴5b(4)沉淀Mg2+A【教师用书备用】1.溴、碘主要存在于海水中。海水中
18、的碘富集在海藻中,我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。提取碘的途径如下所示:干海带海带灰水溶液碘单质下列有关叙述正确的是(B)A.碘元素在海水中也有游离态存在B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C.操作a是结晶或重结晶D.b是提纯操作,常用蒸馏或分馏解析:碘在海水中只以化合态(I-)存在;操作a是萃取,操作b是分液,然后才是蒸馏等操作来得到单质碘。2.(2016河北唐山模拟)“绿色化学”实验已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是(C)实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A.B.C.D.解析:因为氨气的密度比空气小,实验室用向下排空气法收集氨气,氨气溶于水呈弱碱性,可以使滴有酚酞的水变红,符合“绿色化学”;氯气有毒,与钠反应后,多余的氯气被碱液吸收,符合“绿色化学”;铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒,一氧化氮可以用气球收集,符合“绿色化学”;浓盐酸和浓氨水都易挥发,不符合“绿色化学”。
