2019学年高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题2 海水的综(2)

2019-08-02 01:31

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应的化学方程式: ________________________________________________________________________。 (3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤:

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [名师解析] (1)由工艺流程图各步得到的物质可写出反应的化学方程式。

(2)根据Cl、H、O三元素守恒可知,在空气中加热MgCl2·6H2O除生成Mg(OH)Cl或MgO外还生成HCl和H2O。

(3)Mg(OH)2难溶于水,Ca(OH)2微溶于水,故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2,需加入试剂让Ca(OH)2转化为易溶于水的物质,经搅拌、过滤、洗涤即可达到目的。所加入试剂一般为MgCl2或Mg(NO3)2。

[答案] (1)Mg+Ca(OH)2===Ca+Mg(OH)2↓, Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O, 通电MgCl2===== Mg+Cl2↑

△△(2)MgCl2·6H2O=====Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O或MgCl2·6H2O=====MgO+2HCl↑+5H2O (3)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤、沉淀用水洗涤 [名师点睛]

海水提镁中化学平衡原理的应用

(1)沉淀转化时的应用:

①向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2,由于c(OH)增大,Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,则最大程度地将Mg转化为Mg(OH)2沉淀。

②向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸,使沉淀Mg(OH)2完全溶解。 (2)脱水时的应用:

在MgCl2·6H2O脱水变为MgCl2时,由于MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2HCl水解平衡的存

2+

2+

2+

在,提供HCl气体环境,增大c(HCl),抑制了MgCl2的水解,避免了Mg(OH)2的生成。

海水的综合利用

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(1)海水淡化。

(2)海水中盐的开发和利用:

(3)海水提溴:

(4)海水提镁:

电极产物的判断及电解的计算方法 (1)电极产物的判断:

①阳极产物的判断:首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极溶解。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要看溶液中离子的失电子能力。阴离子放电顺序如下:S>I>Br>Cl>OH>SO4>NO3>F。

②阴极产物的判断:直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序:Ag>Hg>Fe

2+

3

2-

2-

>Cu>H>Pb>Sn>Fe>Zn>(H)>Al>Mg>Na>K。 注:此处(H)表示c(H)很小时的放电能力。

(2)有关电解的计算方法:有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、

2++2+2+2+2++3+2+++

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某元素的化合价以及溶液的物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种:一是根据电解方程式或电极反应式,列比例式求解;二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒,列等式求解。以电子守恒进行计算较为简便,应注意运用。

1.下列关于用离子膜电解槽电解饱和食盐水的叙述不正确的是( ) .A.精制饱和食盐水注入阳极室 B.Cl和OH透过阳离子膜进入阳极室 C.阴极区溶液使酚酞试液显红色

D.阳极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体

解析:离子交换膜的功能是只允许阳离子和水分子通过而不允许阴离子和气体通过,因此Cl不能透过离子交换膜,B不正确。

答案:B

2.从海水中可以提取溴,主要反应为2Br+Cl2===2Cl+Br2,下列说法正确的是( ) A.溴离子具有氧化性 B.氯气是还原剂 C.该反应属于复分解反应 D.氯气的氧化性比溴单质强

解析:该反应为置换反应,氧化剂是Cl2,还原剂是Br,氧化产物是Br2,氧化性:Cl2>Br2,故A、B、C错误,D正确。

答案:D

3.海水是镁的主要来源之一。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、洗涤、过滤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;④电解得到产物。下列关于提取镁的说法中,不正确的是( ) .

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:氧化镁熔点较高,电解时需消耗大量电能,故一般电解熔融氯化镁制取金属镁,C项错误。

答案:C

4.根据海水综合利用的工业流程图(如图所示),判断下列说法正确的是( )

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已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。

A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质 B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2

C.在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br需消耗0.1 mol Cl2 D.过程⑤在生产中无需解决其对金属设备的腐蚀问题

解析:过程①需加入化学试剂通过发生化学反应生成沉淀后过滤除去杂质,故A不正确;将MgCl2·6H2O灼烧生成MgCl2需要在干燥的HCl气流中加热,B不正确;在过程⑤中发生反应Br2+SO2+2H2O2===2HBr+H2SO4,需要解决酸对设备的强腐蚀性问题,D不正确。

答案:C

5.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:

请回答:

(1)海水制盐常用的方法是_______________________________________________。 (2)Mg(OH)2中加入盐酸后,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

(3)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是_______________________ ________________________________________________________________________。 (4)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是________。

A.离子交换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应 B.电解之前应除去Ca、Mg以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞离子交换膜 C.阴极产物为氢氧化钠和氢气

2+

2+

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D.电解槽的阳极用金属铁网制成

(5)采用“空气吸出法”由母液提溴时,要经过氯化、吹出、吸收三个过程,常用吸收剂是SO2。在吸收过程中发生反应的化学方程式为________________________。

解析:(1)海水制盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法、冷冻法等,其中以蒸发法为主。

(2)由溶液中提纯易溶于水的晶体,常用蒸发、冷却结晶的方法。

(3)由MgCl2·6H2O制无水MgCl2,如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到无水MgCl2,应将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。

(4)高子交换膜电解槽的阳极用碳棒制成,阴极为铁网,所以D错误。 (5)用SO2作还原剂,使Br2转化为HBr,再用Cl2将HBr氧化得到溴产品。

答案:(1)蒸发法(盐田法) (2)DEC (3)在HCl气流中脱水,防止MgCl2水解 (4)D (5)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,2HBr+Cl2===2HCl+Br2

[高考感悟]

1.(新课标全国卷Ⅱ改编)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法无法实现的是( )

A.用混凝法获取淡水 B.提高部分产品的质量 C.优化提取产品的品种 D.改进钾、溴、镁等的提取工艺

解析:混凝法仅能除去海水中悬浮杂质,无法获取淡水。 答案:A

2.(安徽高考)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl,还含有SO4等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是( )

A.由矿盐生产食盐,除去SO4最合适的试剂是Ba(NO3)2 B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气

C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 D.用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 解析:运用基础知识进行分析判断。

A.可以用氯化钡除去氯化钠中的硫酸根离子,如果选用硝酸钡,则会引入硝酸根离子。B.电解氯化钠溶液时,生成物包括氢气、氯气和氢氧化钠,没有金属钠生成,要生成金属钠和氯气必须电解熔融的氯化钠,而不是氯化钠溶液。C.由于食盐水中含有一定浓度的氯离子,

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2-

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