【金版教程】2017高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第5节 海水资源的开发利用 环境保护和绿色化学规范特训

'海水资源的开发利用环境保护和绿色化学　　时间：45分钟　满分：100分一、选择题(每题6分，共66分)1．[2015·南昌调研]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(　　)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，对人的肺功能造成很大危害答案　D解析　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。2．[2015·惠州模拟]下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)A．蒸发海水制成饱和食盐水，将其电解可制得金属钠B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C．从海水中提溴、碘、镁等元素，都包含氧化还原反应D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能答案　C解析　电解熔融NaCl可制备金属钠；蒸发制盐是物理变化；海水中的溴、碘、镁等元素都是以化合态形式存在，转化为单质的过程是氧化还原反应；潮汐发电是将动能转化为电能。3．不仅化工生产应遵循绿色化学的原则，化学实验也应遵循绿色化学的原则，实现原料和过程的绿色化。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是(　　)①在铜与浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝　②将实验室的废酸液和废碱液中和后再放入到指定位置集中处理　③用双氧水代替高锰酸钾制氧气　④将用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜的实验方案改为先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜，再将氧化铜溶解在稀硫酸中A．①②B．②③C．③④D．①②③④答案　D解析　①铜与浓硝酸剧烈反应产生有毒的NO2气体，将铜片改为可调节高度的铜丝可及时终止反应，减少NO2气体的排放量；②将实验室的废酸液和废碱液中和后可以减少污染；③用双氧水制氧气副产物为水，不产生污染；④既杜绝了产生SO2而导致的污染，又提高了硫原子的利用率。以上过程均做到了从源头上减少或杜绝污染，符合绿色化学的思想。4．海藻中含有丰富的以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻中提取碘的流程的一部分。9 下列判断正确的是(　　)A．步骤①、③的操作分别是过滤、萃取B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全C．步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇D．步骤④的操作是过滤答案　A解析　淀粉溶液只能检验碘单质，不能检验碘离子，B错；裂化汽油能与碘反应，乙醇与水互溶，C错；步骤④应是分馏，D错。5．[2016·成都诊断]从淡化海水中提取溴的流程如下：点击观看解答视频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－＋Br2C．工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏答案　C解析　本题考查从海水中提取溴的流程，意在考查考生的综合分析能力。由流程图可知，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项正确；Cl2的氧化性强于Br2，能把Br－从溶液中置换出来，B项正确；C项中未指明Cl2所处的状态，故无法确定Cl2的体积，C项错误；从Br2的浓溶液中提取Br2可采用萃取、分液和蒸馏的方法，D项正确。6．[2015·合肥一检]下列说法正确的是(　　)A．白色污染是指橡胶造成的污染B．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质C．汽车尾气的排放是造成温室效应的主要原因D．含磷洗涤剂的使用是造成水体富营养化的主要原因9 答案　B解析　白色污染是指塑料造成的污染，A项错误；汽车尾气的排放不是造成温室效应的主要原因，C项错误；水体富营养化的主要原因是过多含氮、磷元素物质的排入，D项错误。7．[2015·江苏百校大联考]工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是(　　)A．制取镁：海水Mg(OH)2MgOMgB．冶炼铝：铝土矿NaAlO2无水AlCl3AlC．制溴：浓缩海水Br2HBr(aq)Br2D．制碘：海带海带灰I2(aq)I2答案　C解析　A项制取Mg应电解MgCl2；B项制取Al应电解Al2O3；D项热裂汽油与I2反应，应用CCl4或苯萃取。8．[2016·陕西质检]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(　　)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．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法答案　B解析　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；蒸馏法会消耗大量的能源，不是最具有发展前景的方法，D错误。9．下列有关环境问题的说法正确的是(　　)A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染答案　A9 解析　由CaCO3CaO＋CO2↑，2CaO＋2SO2＋O2===2CaSO4，A正确；低空臭氧浓度过大对人体有害，B错误；2NO＋O2===2NO2，故NO在空气中不能稳定存在，C错误；水体含磷量高，会导致水体富营养化，D错误。10．海水是一个巨大的化学资源宝库，在开发利用海水资源的过程中，下列说法正确的是(　　)A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法和电渗析法B．加入明矾，可以使海水中的盐分沉淀并淡化C．海水中含镁，将金属钠放入海水中可以置换出镁D．海底多金属结核矿中含有Fe、Mn、Co、As、B等金属元素答案　A解析　B项，明矾水解生成的Al(OH)3胶体只能吸附水中悬浮的固体颗粒形成沉淀，使水澄清，但不能使海水中的盐沉淀，即不能使海水淡化，故B错；C项，钠可与水剧烈反应，故C错；D项，As(砷)、B(硼)是非金属元素，故D错。11．将燃煤排放的含有SO2的烟气通入海水(主要含Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－、CO、HCO等离子)进行脱硫的工艺流程如下图所示，下列说法中正确的是(　　)A．天然海水显酸性B．氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2＋2H2O＋O2===4H＋＋2SOC．排入大海的溶液与天然海水相比，只有SO数量发生了变化D．若将氧化后的液体进行蒸发结晶，得到的晶体中CaSO4含量最高答案　B解析　因海水中含有能水解的CO、HCO，故海水显弱碱性，A错误；SO2能被氧气氧化为H2SO4，B正确；由于在吸收塔中SO2能与HCO、CO反应导致这些离子数量减小，C错误；海水中NaCl的含量远大于其他成分，故晶体中含量最高的是NaCl，D错误。二、非选择题(共34分)12．[2015·河南八市联考](8分)雾霾天气严重影响人们的生活质量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。(1)氮、氧元素非金属性较强的是________。(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示：9 ①由图1可知SCR技术中的氧化剂为________________________________________________________________________。②用Fe作催化剂时，在氨气足量的情况下，不同c(NO2)/c(NO)对应的脱氮率如图2所示，脱氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)＝___________________________________________________________________。(3)海水具有良好的吸收SO2的能力，其吸收过程如下：①SO2溶于海水生成H2SO3，H2SO3最终会电离出SO，SO可以被海水中的溶解氧氧化为SO。海水的pH会________(填“升高”“不变”或“降低”)。②SO2和O2在H2SO4溶液中可以构成原电池，其负极反应式是_________________________________________________________。(4)碲(Te)为ⅥA族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一。工业上可将SO2通入TeCl4的酸性溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是________________________________________。答案　(1)O　(2)①NO、NO2　②1∶1(3)①降低　②SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋(4)TeCl4＋2SO2＋4H2O===Te＋4HCl＋2H2SO4解析　(1)由氮、氧元素在元素周期表中的位置知氧元素的非金属性较强。(2)①由图1知氮氧化物中的氮元素价态降低，故NO、NO2是氧化剂。②由图2知，当c(NO2)/c(NO)＝1∶1时，脱氮效果最佳。(3)①当亚硫酸被氧化成硫酸时，弱酸转化为强酸，导致海水的pH降低。②负极上SO2失去电子转化为SO，由此可写出对应的电极反应式。13．[2015·武汉调研](14分)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得Na2S2O4和NH4NO39 产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。请回答下列问题。(1)装置Ⅰ中生成HSO的离子方程式为_____________________________________________________________________________。(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO和SO)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数w与溶液pH的关系如图所示。①下列说法正确的是________(填标号)。A．pH＝7时，溶液中c(Na＋)c(HSO)＋c(SO)，A项错误；H2SO3的第二级电离平衡为HSOH＋＋SO，选取pH＝7时的点代入数据计算得，平衡常数K2＝≈＝10－7，B项正确；由题图看出pH在4～5时，含硫微粒主要为HSO，C项正确；根据质子守恒知D项正确。(4)由电解原理图看出在左侧反应室Ce3＋被氧化成Ce4＋，故左侧反应室发生氧化反应，因此A应为电源的正极。右侧反应室中HSO发生还原反应生成S2O。(5)根据得失电子守恒可得，至少需要向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为×22.4L/mol＝8400L。14．[2015·北京期末](12分)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下表所示。成分含量(mg·L－1)成分含量(mg·L－1)Cl－18980Ca2＋400Na＋10560HCO142SO2560Br－649 Mg2＋1272(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。①阳极的主要电极反应式是______________________________。②在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有________________和CaCO3，生成CaCO3的离子方程式是________________________________________________________________________________。③淡水的出口为________(填“a”“b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下。①提取溴的过程中，经过两次Br－→Br2转化的目的是________，吸收塔中发生反应的离子方程式是__________________________。用平衡移动原理解释通空气的目的：__________________________。②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是________、过滤、洗涤、干燥。③依据上述流程，若将10m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl2的体积为________L(忽略Cl2的溶解)。答案　(1)①2Cl－－2e－===Cl2↑　②Mg(OH)2Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O　③b(2)①对溴元素进行富集　SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　通入空气将溴蒸气带出，使Br2(g)Br2(aq)(或Br2＋H2OHBr＋HBrO)平衡向左移动　②加热浓缩、冷却结晶　③179.2解析　(2)②由于得到的是MgCl2·6H2O，所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，而不能直接将溶液蒸干。③10m3海水中Br－的质量为104L×64mg·L－1×10－3＝9 640g，根据Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，可知一次转化消耗89.6LCl2(标准状况下)，两次需要179.2LCl2(标准状况下)。9'