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海水工艺流程专题练习


海水工艺流程专题练习
1、工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示。 (1)目前大量制造淡水,大部分使用下列何种方法 (A)蒸馏法 (B)凝固法 (C)离子交换法 (D)逆渗透法 (2)粗盐中因含有何种成分而易潮解 (A)氯化钠 (B)氯化镁 (C)氯化钙 (D)硫酸钙 (3)粗盐的提纯有如下实验操作:①加入过量 Ba(OH)2 溶液、 ②加入过量 NaOH

溶液、③加入过量 BaCl2 溶液、④加入 过量 Na2CO3 溶液、⑤加入过量盐酸、⑥过滤、⑦蒸发结 晶。正确的实验操作顺序是_____________ A.③②④⑥⑤⑦ C.②③④⑤⑥⑦ B.③④②⑤⑦ D.①④⑥⑤⑦

姓名:

(4)实验室中模拟上述操作,在过滤、蒸发的操作中都要用到玻璃棒,其目的分别是: 过滤时:________________________;蒸发时:___________________________。 (5)精制的食盐水通过离子交换膜电解槽电解。图 1 为离子交换膜法电解原理示意图。电解饱和食盐水 的离子方程式是 离子 a 是 ,精制的氯化钠溶液应从 。试根据电极反应分析透过交换膜的 口进入电解槽中。25℃时,现有 200mL 食盐

水, 其中含有少量的 NaOH, 该溶液的 pH 等于 10, 用石墨电极电解, 当阴极产生的气体体积为 0.224L (标准状况)时停止电解。电解后溶液的 pH 约为(忽略溶液的体积变化) 。

(6)利用装有阴离子膜和阳离子膜的电解槽电解 Na2SO4 溶液,可以在阳极区得到硫酸,在阴极区得到 NaOH 溶液(如图 2)。试解释原因:_______________________________。

(7)本工艺流程中先后制得 Br2、 CaSO4 和 Mg(OH)2, 能否按 Br2、 Mg(OH)2、 CaSO4 的顺序制备? 原因是 。



(8)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,四氯化碳与水不互溶,故可用于萃取溴,但在上述工艺 中却不用四氯化碳,原因是 2、工业“从海水中提取镁”的流程:其步骤为: ① 将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰,并将石灰 制成石灰乳; ② 将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到 Mg(OH)2 沉淀; ③ 在 Mg(OH)2 沉淀中加入盐酸得到 MgCl2 溶液,再经蒸发结晶 得到 MgCl2· 2O; 6H ④ 将 MgCl2· 2O 在一定条件下加热得到无水 MgCl2; 6H
1



⑤ 电解熔融的氯化镁可得到 Mg。 请回答以下问题: ⑴关于提取镁,下列说法中不正确的是( A、此法的优点之一是原料来源丰富 B、进行(1)(2)(3)步的目的是从海水中提取 MgCl2 、 、 C、第四步会产生氯气 ⑵步骤④中的“一定条件”指的是 D、以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应 ,目的是 。 )

(3)某海盐厂副产品 MgCl2· 2O 做原料,在 523℃以上加热,制取耐火材料原料氧化镁和盐酸写出该反应 6H 的化学方程式 。

(4)上述提取镁的流程中,在降低成本、减少污染方面做了一些工作,请写出其中一点: (5)若该工厂不再增加原料(干燥剂可循环利用,忽略水蒸气的损失),利用 MgCl2· 2O 同时制取氧化镁,浓 6H 盐酸和无水氯化镁,请你为该厂设计的工艺流程提出合理建议: (6)有同学认为:步骤②后可加热 Mg(OH)2 得到 MgO,再电解熔融的 MgO 制金属镁,这样可简化实验 步骤,体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗?为什么? 你的观点是 。理由是

(7)工业制取镁也可以用 MgCO3 进行热分解, 加焦炭进行氯化得到 MgCl2,再通过电解 MgCl2 制取 Mg,写出 用该法制取 MgCl2 的化学方程式 3、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:

(1)若在空气中加热 MgCl2·6H2O 生成的是 Mg(OH)Cl 或 MgO,写出相应反应的化学方程式 ;用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。 写出用电解法制取金属镁的化学方程式 (2)Mg(OH)2 沉淀中混有 Ca(OH)2 应怎样除去?写出实验步骤。 ________________________________________________________________________ 。 (3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别 说明这三种情况下使用玻璃棒的目的: 溶解时:_________________________________________________________; 过滤时:_________________________________________________________; 蒸发时:_________________________________________________________。 4、氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用 工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验: (1)制备氧化铜: Ⅰ Ⅱ Ⅲ 工业 CuSO4 一→ 一→CuSO4 溶液一→CuSO4·5H2O 一→……一→CuO
2



①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质,操作是:



②步骤Ⅱ的目的是除铁, 操作是: 滴加 H2O2 溶液, 稍加热; Fe2+完全转化后, 当 慢慢加入 Cu2(OH)2CO3 粉末,搅拌,以控制 pH =3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至 pH =1。控制溶液 pH =3.5 的原因是: ③步骤Ⅲ的目的是得到 CuSO4· 2O 固体,操作是: 5H 干。水浴加热的特点是: (2)探究氧化铜的性质: ①取 A、B 两支试管,往 A 中加入适量的 CuO 粉末,再分别向 A 和 B 加入等体积 3% H2O2 溶液,只 观察到 A 中有大量气泡,结论是: ②为探究试管 A 中的反应速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有: 。 。 。 。 、过滤、水浴加热烘

5、往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其使用范围。例如,在某聚乙烯树脂 中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型 Mg(OH)2,树脂可燃性大大降低,该 Mg(OH)2 的生产工艺如下: 石灰乳 精制卤水 为 (2)合成反应后,继续在 393K~523K 下水热处理 8h,发生发应: Mg(OH)2-nCln·mH2O=(1-n/2)Mg(OH)2+n/2MgCl2+mH2O 水热处理后,过滤、水洗。水洗的目的是 。

→合成 →水热处理 →过滤 →水洗 →表面处理 →过滤水洗 →干燥

(1)精制卤水中的 MgCl2 与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-nCln·mH2O],反应的化学方程式 。

(3)阻燃型 Mg(OH)2 具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步 骤是 (4)已知热化学方程式: Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g);Δ H1=+81.5kJ/mol Al(OH)3(s)=1/2Al2O3(s)+3/2H2O(g);Δ H2=+87.7kJ/mol ①Mg(OH)2 和 Al(OH)3 起阻燃作用的主要原因是 ②等质量 Mg(OH)2 和 Al(OH)3 相比,阻燃效果最好的是 原因是 。 , 。

(5)常用阻燃剂主要有三类:A.卤系,如四溴乙烷;B.磷系,如磷酸三苯酯;C.无机类,主要是 Mg(OH)2 和 Al(OH)3。从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是____ 理由是 6、工业上制备 BaCl2 的工艺流程图如下:
炭 重晶石矿 盐酸 滤液 高温焙烧 溶解 气体 吸收 过滤

__(填代号), 。

结晶

产物

某研究小组在实验室用重晶石(主要成分 BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:
3

高温

BaSO4(s) + 4C(s)
高温

4CO(g) + BaS(s) 2CO2(g) + BaS(s)

△H1 = +571.2 kJ· -1 mol △H2= +226.2 kJ· -1 mol

① ②

BaSO4(s) + 2C(s)

(1)气体用过量 NaOH 溶液吸收,得到硫化钠。Na2S 水解的离子方程式为: 。 (2)向 BaCl2 溶液中加入 AgNO3 和 KBr,当两种沉淀共存时, [Ksp(AgBr)=5.4× -13,Ksp(AgCl)=2.0× -10] 10 10
高温

c (B r ) c (C l )
-

-

=



(3)反应 C(s) + CO2(g)

2CO(g)的△H=

kJ· -1。 mol

(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 , 。

7、海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴 的过程如下:

(1)请列举海水淡化的两种方法:



。 、 ,或

( 2 ) 将 NaCl 溶 液 进 行 电 解 , 在 电 解 槽 中 可 直 接 得 到 的 产 品 有 H2 、 H2、 。
-

(3)步骤Ⅰ中已获得 Br2,步骤Ⅱ中又将 Br2 还原为 Br ,其目的为 (4)步骤Ⅱ用 SO2 水溶液吸收 Br2,吸收率可达 95%,有关反应的离子方程式为:



,由此反应可知,除环境保护外,在工业生 产中应解决的主要问题是 。

(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2 的沸点为 59℃。微溶 于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图: 请你参与分析讨论: ①图中仪器 B 的名称: 。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶 管, 其原因是 。

③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操 作中如何控制关键条件: 。 ④C 中液体产生颜色为 。 为除去该产

物中仍残留的少量 Cl2,可向其中加入 NaBr 溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
4

1、(1)A(2)BC(3)

AD

(4)使待滤液体沿玻棒流入漏斗,防止外洒。搅拌,防止局部过热使 Na+ b 13

液滴或晶体飞溅。(5)2Cl-+2H2O=2OH-+H2↑+Cl2↑

(6)阴极区:水中 H+放电,破坏了水的电离平衡使 OH-的浓度大于 H+为保持电荷守恒 Na2SO4 溶液中 Na+ 通过阳离子交换膜进入阴极区得到 NaOH,同理在阳极区得到 H2SO4。 (7)否 如果先沉淀 Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有 CaSO4 沉淀,产品不纯 (8)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大;经济效益低、环境污染严重 2、答案:(1)C (2)在 HCl 气流中 抑制 MgCl2 水解成 Mg(OH)2

(3)MgCl2· 2O==MgO+2HCl↑+5H2O↑ 6H

(4)电解产生的 Cl2 用于制取 HCl 气体

(5)制取氧化镁时生成盐酸,多余氯化氢经干燥后用于制无水氧化镁时的氯化氢气流. (6)不同意 因为 MgO 熔点高,熔融时,耗费大量的能量而增加生产成本。

(7)3MgO+2C+3Cl2─→3MgCl2+CO+CO2。 3、 (1)MgCl2· 2O 6H 或 Mg(OH)Cl Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑ MgO+HCl↑;MgCl2
通电

MgCl2· 2O 6H Mg + Cl2 ↑

MgO+2HCl↑+5H2O↑

(2)加入 MgCl2 溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馏水水洗涤。 (3)搅拌,加速溶解 ;使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒; 搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。 4、 (1)①称量、溶解、过滤 ②促进 Fe3+转化 Fe (OH)3 沉淀,以防止 Cu2+的水解。

③蒸发浓缩,冷却结晶, 可以控制加热温度,且温度不超过 100℃,加热均匀。 (2)①CuO 对 H2O2 的分解有催化作用。 ②量筒、水槽、秒表、导管。 5、 (1)2MgCl2+(2-n)Ca(OH)2+2mH2O=2Mg(OH)2-n· n· 2O+(2-n)CaCl2 Cl mH (2)除去附着在 Mg(OH)2 表面的含等杂质 MgCl2 的滤液。 (3)“水热处理”、“表面处理”。 (4)①分解时吸收大量的热量。 ②Mg(OH)2,等质量的 Mg(OH)2 分解时吸收的热量比 Al(OH)3 大 (5)C;A 会破坏臭氧层,B 中的 P 元素会造成藻类生物的大量繁殖。 6、 (1)S2- + H2O HS- +OH- ;HS- + H2O H2S +OH-;

(2)2.7× -3 ; (3)+172.5 ; (4)使 BaSO4 得到充分的还原(或提高 BaS 的产量) 10 ;①②为吸热反 应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温。 7、 (1)蒸馏法,电渗析法,离子交换法等。 (2)Cl2 NaOH,NaClO

(3)富集溴元素 (4)SO2 +Br2+2H2O = 4H++ 2Br-+SO42- 强酸对设备的严重腐蚀。 (5)①冷凝管 ②Br2 腐蚀橡胶 ③控制温度计 b 的温度,并收集 59℃时的馏分。④深红棕色;

分液(或蒸馏)
5


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