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限时集训(十四) 海水资源的综合利用与环境保护 (限时：60分钟 满分：100分) 一、选择题(本题包括6小题，每小题8分，共48分) 1．(2012·海南高考)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A．CO2属于大气污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧 2．良好的环境是社会和谐发展的保证。下列说法中不正确的是( ) A．北京奥运会的火炬燃料是丙烷，符合举办“绿色奥运”的承诺 B．火箭常用偏二甲肼、四氧化二氮作燃料，燃烧产物对环境无污染 C．部分湖泊水域发生“水华”等污染是水体富营养化的结果 D．研究人员用植物纤维制造出的机动车燃料，属于清洁的可再生能源 3．(2012·南京四校联考)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，如图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是( ) A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl B．用澄清石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3 C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化 D．工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁 4．下列行为中不符合“建设低碳城市，应对气候变化”这一主题的是( ) A．防止“地沟油”重上餐桌的方法之一是将其制成生物柴油，在汽油中添加20%的生物柴油可减少50%的CO2、70%的SO2的排放，空气毒性可降低90% B．北京市600个居住小区率先进行垃圾分类试点，以促进垃圾的综合利用 C．减少CO2的方法有可将CO2制成干冰用于人工降雨、用石灰水吸收CO2、将CO2制成甲醇、种植树木吸收CO2等 D．限制化学发展，关停化工企业，消除污染源头 5．下列行为中符合促进“低碳经济”发展宗旨的是( ) ①推广利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气生物燃料以替代液化石油气；②利用硅材料制成太阳能发电装置发电；③限制化学工业发展，关停化工企业，消除污染源头；④大力发展潮汐能、风能、核能。 A．①②④ B．③④ C．① D．②④ 6．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下图所示： 干海带海带灰水溶液碘单质 下列有关叙述正确的是( ) 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H2O2 C．操作A是结晶或重结晶 D．B是提纯操作，常用蒸馏或分馏 二、非选择题(本大题包括4小题，共52分) 7．(12分)(2013·襄阳调研)我国濒临海域的省份能够充分利用海水制得多种化工产品。如图是以海水、贝壳(主要成分CaCO3)等为原料制取几种化工产品的工艺流程图，其中E是一种化肥，N是一种常见的金属单质。 结合上述工艺流程回答下列问题。 (1)物质G和L的化学式分别为________和__________。固体B是生活中的一种必需品，主要用作____________。 (2)上述工艺流程中可以循环使用的物质的化学式为________________。 (3)反应①的化学方程式为__________________________________________________； 在反应①中必须先通入NH3，而后通入D，其原因是_________________________。 (4)工业上利用F可制得另一种化工产品，该反应的化学方程式为__________________。 (5)由K溶液经如何处理才能制得N？________________________________________ ________________________________________________________________________。 8．(12分)(2012·北京西城区期末考试)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如表所示。 成分 含量(mg·L－1) 成分 含量(mg·L－1) Cl－ 18 980 Ca2＋ 400 Na＋ 10 560 HCO 142 SO 2 560 Br－ 64 Mg2＋ 1 272 (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是_________________ ________________________________________________________________________。 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10 m3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)。 9．(16分)(2012·北京101中学二模)某研究性学习小组的同学拟分析某市空气的质量情况，测定该市空气中SO2的含量并制定下列研究方案： Ⅰ.资料表明，SO2具有较强的还原性，能与酸性KMnO4溶液(紫色，其还原产物Mn2＋在水溶液中接近无色)发生反应：5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋。 Ⅱ.设计实验方案： 方案一：利用SO2和品红溶液可作定性分析。其原理为： ________________________________________________________________________。 方案二：利用SO2的还原性，使SO2和已知浓度及体积的酸性KMnO4溶液反应进行定量分析。 Ⅲ.选择分析地点：某工业区、某公园、某居民小区、某商业区、某交通枢纽。 Ⅳ.选择分析时间：晴天、风速较小时；晴天、风速较大时；雨前；雨后。 Ⅴ.对测定的结果进行初步分析并向相关单位提出建议。 请你参与该研究性学习小组的活动并发表你的见解： (1)该小组的同学拟用下列装置通过方案二定量分析空气中SO2的含量： ①通入空气前应进行的实验操作是__________________________________________； ②当看到的实验现象为____________时，应停止通空气； ③实验过程中需测量并记录的数据为_________________________________________。 (2)下图是该小组同学根据实验测得的县城不同地区空气中SO2的含量： ①工厂区、交通枢纽SO2含量明显高于其他地区的原因是 ________________________________________________________________________； ②请你向当地有关部门提出一条减少工厂区SO2排放的建议________________________________________________________________________。 (3)下表是该小组同学测得的不同天气情况下的县城空气中SO2的平均含量。请你分析雨后或风速较大时SO2平均含量较低的原因： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 天气情况 空气中SO2的平 均含量/(mg·L－1) 雨前 2.0 0.03 雨后 2.2 0.01 晴 23 0.015 晴 0.9 0.03 10．(12分)(2012·四川高考节选)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。 请回答下列问题： (1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________。(填写字母编号) A．温室效应 B．酸雨 C．粉尘污染 D．水体富营养化 (2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率，脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。 ①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________。 ②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1 kJ,1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3 kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答 案 限时集训(十四) 海水资源的综合利用与环境保护 1．D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.B 7．解析：根据题中提示可知C为CaO，D为CO2，固体B是生活中的一种必需品，可由海水曝晒过滤得到，推测B为NaCl。NaCl与NH3、CO2、H2O反应可以得到化肥E和沉淀F，根据侯氏制碱法知识可以推测E为NH4Cl，F为NaHCO3，母液与CaO反应得到可以煅烧的物质H可以推测母液中参与反应的主要物质为MgCl2，H为Mg(OH)2，G为CaCl2，I为MgO，结合N是一种常见金属单质，推测N为Mg，结合题中第(5)问可以推测K为MgCl2，则M为Cl2，J为盐酸，L为H2。将推测代入流程图中检验，符合题意。 答案：(1)CaCl2 H2 调味剂 (2)CO2 (3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4C NH3在水中的溶解度大，先通入NH3，有利于吸收CO2，使其转化为(NH4)2CO3 (4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (5)将MgCl2溶液在氯化氢气体中进行蒸发结晶制得MgCl2晶体，电解熔融的MgCl2晶体可制取金属镁 8．(1)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②Mg(OH)2 Ca2＋＋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＋H2OHBr＋HBrO)平衡向左移动 ②加热浓缩、冷却结晶 ③179.2 9．SO2和品红溶液反应生成无色物质 (1)①检查装置的气密性 ②KMnO4溶液刚好褪色 ③通入空气至酸性KMnO4溶液刚好褪色所需要的时间 (2)①工厂尾气、汽车尾气中SO2含量较高 ②提高脱硫技术(或改用更洁净的能源或提高尾气的处理技术或对尾气进行综合利用等合理答案均可) (3)①可能是下雨时SO2和水反应降低了雨后空气中SO2的含量 ②风速越大，气体扩散速度越快，空气中SO2浓度越小 10．解析：(1)煤燃烧的产物中有CO2、烟尘和SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨。没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。 (2)CO2与CaCO3反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2。亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙。 (3)根据题图以及硫酸钙与甲烷反应的气体产物只有水和CO2可知，燃料反应器中发生的热化学方程式为： CH4(g)＋CaSO4(s)===CO2(g)＋2H2O(g)＋CaS(s) ΔH＝160.1 kJ·mol－1①， 再写出甲烷在氧气中燃烧的热化学方程式： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1②， ②－①可得热化学方程式： CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s)ΔH＝－962.4 kJ·mol－1。 答案：(1)ABC (2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙) ②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4 (3)CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s) ΔH＝－962.4 kJ·mol－1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
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