高考化学人教版一轮复习文档选修5 有机化学基础 第4节 课时分层训练40 Word版含答案.docx
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高考化学人教版一轮复习文档选修5有机化学基础第4节课时分层训练40Word版含答案
第五节 海水资源的开发利用 环境保护与绿色化学
考纲定位
考情播报
1.了解海水的综合利用。
2.了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响
3.了解化学与环境的关系,了解“绿色化学”的重要性。
2016·全国甲卷T7、T26(5)/全国丙卷T27
2015·全国卷ⅡT7、T12
2014·全国卷ⅡT7、T36
2013·全国卷ⅠT7、T27(3)
2012·全国卷T7
考点1|海水资源的开发利用
[基础知识整合]
1.海水的淡化
淡化方法
原理
蒸馏法
将海水加热蒸发汽化,然后蒸汽冷凝而得到蒸馏水
电渗析法
利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性,在外加直流电场作用下,使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的
离子交换法
用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子水的方法
2.海水中某些元素的提取
(1)海水中提溴
a.流程
b.发生反应的离子方程式
①2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
②Br2+SO2+2H2O===4H++SO
+2Br-;
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
(2)海带中提碘
a.流程
b.发生反应的离子方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-。
(3)海水中提镁
a.流程
海水
Mg(OH)2
MgCl2溶液
MgCl2·xH2O
MgCl2(无水)
Mg
b.发生反应的离子方程式
①Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
②Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O;
③MgCl2(无水)
Mg+Cl2↑。
3.海水中其他资源的开发利用
(1)从海水中提取核能开发的重要原料:
铀和重水。
(2)潮汐能、波浪能等是有待开发的新型能源。
[考点多维探究]
角度1 海水中盐、Br2、Mg的提取
1.(2015·全国卷Ⅱ)海水开发利用的部分过程如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
C [A项苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,便于从苦卤中提取Br2。
B项粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、SO
等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体。
C项工业上沉淀Mg2+常选用廉价的Ca(OH)2,而不选用NaOH。
D项Br2具有较强的挥发性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。
]
2.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是( )
【导学号:
95812095】
A.除去粗盐中的SO
、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为:
SO2+Br2+2H2O===2H++SO
+2HBr
B [A项中的加入顺序会导致Ba2+无法除尽,A错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2(无水)的方法制取的,B正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C错误;D项中HBr为强酸,写离子方程式应拆成H+、Br-,D错误。
]
3.目前世界上60%的镁是从海水中提取的。
海水提镁的主要流程如下:
请回答下列问题:
(1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是________,写出在沉淀池中发生反应的离子方程式:
______________________________。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的________。
(3)操作A是________,操作B是________。
(4)加入的足量试剂a是________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为_________________________________________________________________,
从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于________。
[解析]
(1)石灰乳中的Ca(OH)2与海水中的镁盐发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀。
(2)海滩上贝壳的主要成分是CaCO3,可用于制取生石灰。
(3)从沉淀池中得到Mg(OH)2固体,应利用过滤操作,加热浓缩MgCl2溶液,可使其结晶析出MgCl2晶体。
(4)溶解Mg(OH)2应用足量盐酸。
(5)MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,Cl2可用于生产盐酸,循环利用。
[答案]
(1)沉淀Mg2+[或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀] Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(2)贝壳 (3)过滤 加热浓缩(或蒸发结晶) (4)HCl (5)MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑ 制盐酸
角度2 海植物中碘的提取
4.(2017·长春模拟)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
【导学号:
95812096】
干海带
海带灰
悬浊液
滤液
碘水
I2的CCl4溶液
I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
A [灼烧固体时应在坩埚中,A项不正确。
]
5.我们知道海带中含有碘元素,经常食用海带可以防治甲状腺肿大,所以工业上常用海带为原料提取碘单质。
查有关资料可知碘单质有升华现象。
下面是某校化学探究小组设计的从海带中提取单质碘的实验,请你完成下列实验。
(1)将干燥洁净的海带用酒精润湿后在________(填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。
(2)将海带灰烬冷却至室温,将其转移到烧杯中,加蒸馏水后,搅拌、煮沸、冷却、________(填一种操作名称)。
(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸,再加入一定量的H2O2溶液,此时发生反应的离子方程式为___________________________________________________。
(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中,然后再加入CCl4,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈________色。
经分液得到碘的CCl4溶液,在这一实验过程中,CCl4起________作用。
(5)用试管取碘的CCl4溶液用水浴加热,待CCl4挥发完即可得到固体碘单质。
不用酒精灯直接加热蒸发CCl4的原因是_____________________________。
(6)证明得到的固体是碘单质的化学方法是________________。
[解析]
(1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。
(3)滤液中先加入硫酸酸化,后加入双氧水,发生的反应为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。
(4)把(3)中所得溶液加入CCl4中,溶液分层,上层为水溶液,几乎无色,下层为碘的CCl4溶液,呈紫红色,CCl4起萃取作用。
(5)用酒精灯加热碘的CCl4溶液,CCl4挥发的同时单质碘也容易升华,从而造成碘的损失。
(6)利用淀粉遇碘变蓝色可以检验碘的存在。
[答案]
(1)坩埚
(2)过滤 (3)2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O (4)紫红 萃取 (5)因为酒精灯直接加热时的温度高,单质碘易升华,会损失碘的质量 (6)取得到的固体少许,将其加入到淀粉溶液中,淀粉溶液变蓝,即可证明所得固体为碘单质(其他方法合理也可)
(1)氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的Ca2+、Mg2+、SO
。
(2)从海水中提取溴的工艺流程中要进行两次Cl2氧化Br-的反应,设计这两步操作的目的是富集Br2。
(3)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。
(4)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,MgCl2·6H2O脱水制取无水MgCl2是在HCl的气流中加热氯化镁晶体,以防MgCl2发生水解而得到Mg(OH)2。
(5)碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液,再蒸馏获取。
考点2|环境保护与绿色化学
角度1 环境污染与保护
1.下列有关环境问题的叙述正确的是( )
A.赤潮、白色污染、绿色食品都与相关物质的颜色有关
B.地震发生后,灾区急需大量消毒剂,其中SO2可用于环境消毒
C.在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数
D.我国禁止汽车使用含铅汽油,其主要原因是铅对环境有污染
D [A项,绿色食品与颜色无关;B项,SO2不可用于环境消毒;C项,CO2含量不属于空气污染指数;D项,铅为重金属,对环境有污染。
]
2.(2017·南昌模拟)化学与人类生活、环境保护及社会可持续发展密切相关。
下列有关叙述正确的是( )
【导学号:
95812097】
A.大量开发利用深海可燃冰,有助于海洋生态环境治理
B.汽车尾气中含有大量大气污染物,这是汽油不完全燃烧造成的
C.煤炭燃烧过程安装固硫装置,目的是提高煤的利用率
D.PM2.5表面积大,能吸附大量的有毒有害物质,对人体的肺功能造成很大危害
D [大量开发深海可燃冰,会破坏海洋生态系统,A项错误;汽车尾气成分复杂,主要包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等,B项错误;煤炭燃烧过程中安装固硫装置,主要目的是减少SO2的污染,C项错误。
]
3.
(1)臭氧层空洞
高空大气中O2吸收紫外线可变成臭氧(O3),而冰箱中的制冷剂氟利昂在紫外线作用下分解出氯原子,氯原子能加速臭氧的分解,从而破坏平流层中的臭氧层。
同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的NO也能加快O3的分解,反应式如下:
NO+O3―→NO2+2O;NO2+O―→NO+O2。
请你写出总的反应式:
__________________________________;
其中NO的作用是________和________。
(2)我国沿海出现了大面积赤潮,赤潮是红藻、蓝藻等在较短时间内大量繁殖形成的,它造成的严重后果是________________________________。
赤潮是水体富营养化的结果,主要是因为__________________等,
使水中含有大量的________元素对应的离子。
为了防止水污染,我国许多地区已经对洗衣粉的成分加以限制,不得再销售含有________(从下述选项中选)的洗衣粉。
A.硅酸钠 B.烷基苯磺酸钠
C.三聚磷酸钠D.蛋白质
(3)大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光的照射下,在低空大气中发生复杂的光化学反应(大气中的氧气也参加了反应),形成白色或浅蓝色有特殊气味的光化学烟雾。
光化学烟雾中主要含二次污染物如醛类、酮类、臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。
光化学烟雾严重危害人体健康,损害植物及橡胶制品等。
汽车尾气污染:
汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。
治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。
它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气
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