《海水中金属元素的提取》海水中金属元素的提取 - 人教版高考化学复习化学知识点练习 - 读趣百科

《海水中金属元素的提取》海水中金属元素的提取

1单选题

海水中含的MgCl$_2$是Mg的重要来源之一,从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①将贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物;④将产物熔融后电解关于提取镁,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MgCl$_2$

C

第④步会产生氯气

D

以上过程中涉及分解反应、化合反应和置换反应

题目答案

D

答案解析

分析:

A、海水中含有丰富的镁离子;B、分析①②③得到产物氯化镁晶体;C、电解熔融氯化镁生成镁和氯气;D、①将贝壳制成石灰乳过程中碳酸钙分解生成氧化钙,氧化钙和水化合反应生成氢氧化钙,过程中无置换反应;

解答:

解:A、海水中含有丰富的镁离子,此法的优点之一是原料来源丰富,故A正确;B、①将贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物氢氧化镁;③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物氯化镁晶体,是提取氯化镁的反应过程,故B正确;C、电解熔融氯化镁生成镁和氯气,MgCl$_2$$\xlongequal[]{通电}$Mg+Cl$_2$↑,故C正确;D、①将贝壳制成石灰乳过程中碳酸钙分解生成氧化钙,氧化钙和水化合反应生成氢氧化钙,过程中无置换反应,故D错误;故选D.

点评:

本题考查了海水提取镁的过程分析,掌握流程中的反应和产物是解题关键,题目难度中等.

2单选题

钓鱼岛及其附属岛屿是中国的固有领土,我国历来十分重视海水资源的综合利用,下列有关海水综合利用的说法不正确的是(  )

A
从海带中提取碘单质的过程不涉及氧化还原反应
B
往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输
C
赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
D
虽然海水中元素的种类很多,总储量很大,但许多元素的富集程度很低

题目答案

A

答案解析

分析:

A、海水中的碘元素以碘离子的形式存在,海带提取碘的流程分析,先氧化碘离子为碘单质,后萃取得到;

B、淡水中加入NaCl等配成人造海水,提供海产品能生存的环境;

C、工农业生产和生活废水中含N、P元素,造成富营养化;

D、海水中元素种类多,总储量大,富集程度低;

解答:

解:A、海水中的碘元素以碘离子的形式存在,需要加入氧化剂才能获得单质碘,故A错误;

B.淡水中加入NaCl等配成人造海水,提供海产品能生存的环境,提高海产品的存活率,便于长途运输,故B正确.

C.工农业生产和生活废水中含N、P元素,造成富营养化,水质变坏,形成赤潮,赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的,故C正确;

D、海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物,按含量计,水中的H、O两种元素,加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的99%,其他为微量元素,70余种,总计含有80多种元素,海水中元素种类多,总储量大,富集程度低,因此,从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题,故D正确;

故选A.

点评:

本题考查了海水资源及其利用,主要是元素含量的掌握,掌握基础是关键,题目较简单.

3单选题

从海水中可获得的在常温下为液体的单质是(  )

A
Mg
B
K
C
Br$_2$
D
I$_2$

题目答案

C

答案解析

分析:

金属镁、钾、是固体,碘单质为固体,溴单质常温下为液体.

解答:

解:依据单质性质分析可知,镁、钾、碘单质常温下为固体,溴单质为液态,

故选C.

点评:

本题考查了单质性质的分析应用,题目较简单.

4单选题

世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:

①把贝壳制成生石灰;

②在海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物;

③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤;

④在氯化氢热气流中加热晶体;

⑤电解上述所得盐(熔融条件下).

下列说法正确的是(  )

A
向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
B
上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换等四种反应类型
C
在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是为了加快干燥速度
D
步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法

题目答案

A

答案解析

分析:

②在海水中加入生石灰,得到氢氧化镁;③氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁;④在氯化氢热气流中加热氯化镁晶体得到无水氯化镁;⑤电解熔融氯化镁得到单质镁.

解答:

解:A、沉淀物上含有的杂质离子主要为钙离子,在洗涤液中滴加碳酸钠溶液,若不产生白色沉淀,则说明沉淀已洗涤干净,故向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净,故A正确;

B、①为分解反应,②为复分解反应,③为复分解反应,④为分解反应,⑤为分解反应,整个变化过程中无化合反应和置换反应,故B错误;

C、氯化氢热气流中干燥晶体的目的是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁,否则得不到无水氯化镁,故C错误;

D、电解氯化镁的水溶液,得不到单质镁,发生的反应的方程式为MgCl$_2$+2H$_2$O $\xlongequal[]{电解}$Cl$_2$↑+H$_2$↑+Mg(OH)$_2$↓,故D错误,

故选:A.

点评:

本题考查了从海水中获得镁的整个流程,海水综合利用是高考常见题型,题目难度不大.

5单选题

从海水(含氯化镁)中提取镁,可按如下步骤进行:列说法不正确的是(  )

①把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)$_2$];

②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;

③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物;

④将得到的产物熔融电解得到镁.

A
此法的优点之一是原料来源丰富
B
①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl$_2$
C
以上提取镁的过程中涉及分解、化合和复分解反应
D
第④步电解不是氧化还原反应

题目答案

D

答案解析

分析:

①把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)$_2$],发生的反应为CaCO$_3$$\xlongequal[]{高温}$CaO+CO$_2$↑、CaO+H$_2$O=Ca(OH)$_2$;

②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物,发生的反应为Mg_+2OH_=Mg(OH)$_2$↓;

③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物,发生的反应为Mg(OH)$_2$+2HCl=MgCl$_2$+2H$_2$O;

④将得到的产物熔融电解得到镁,发生的反应为:MgCl$_2$(熔融)$\xlongequal[]{电解}$Mg+Cl$_2$↑.

A.贝壳的主要成分是碳酸钙,其来源丰富;

B.根据发生的反应判断;

C.①发生分解反应和化合反应、②发生复分解反应、③发生分解反应;

D.该反应中Mg元素化合价由+2价变为0价、Cl元素化合价由-1价变为0价.

解答:

解:①把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)$_2$],发生的反应为CaCO$_3$$\xlongequal[]{高温}$CaO+CO$_2$↑、CaO+H$_2$O=Ca(OH)$_2$;

②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物,发生的反应为Mg_+2OH_=Mg(OH)$_2$↓;

③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物,发生的反应为Mg(OH)$_2$+2HCl=MgCl$_2$+2H$_2$O;

④将得到的产物熔融电解得到镁,发生的反应为:MgCl$_2$(熔融)$\xlongequal[]{电解}$Mg+Cl$_2$↑.

A.贝壳的主要成分是碳酸钙,大海中含有大量贝壳,所以原料来源丰富,故A正确;

B.根据①②③发生的反应知,①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl$_2$,故B正确;

C.①发生分解反应和化合反应、②发生复分解反应、③发生分解反应,所以提取镁的过程中涉及分解、化合和复分解反应,故C正确;

D.该反应中Mg元素化合价由+2价变为0价、Cl元素化合价由-1价变为0价,所以该反应中有电子转移,属于氧化还原反应,故D错误;

故选D.

点评:

本题考查了海水资源的利用,涉及镁的提取,知道每一步发生的反应、操作目的是解本题关键,知道金属冶炼方法与其活泼性强弱的关系,题目难度不大.

6单选题

已知MgO、MgCl$_2$的熔点分别为2800℃、604℃,将MgO、MgCl$_2$加热熔融后通电电解,都可得到金属镁.海水中含有MgCl$_2$,工业上从海水中提取镁,正确的方法是(  )

题目答案

D

答案解析

分析:

海水中含有MgCl$_2$,工业上从海水中提取镁,在海水苦卤中加石灰乳过滤得沉淀氢氧化镁,然后加盐酸得到氯化镁,经浓缩、结晶、脱水、电解可以得到金属镁,据此即可解答.

解答:

解:A.在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁,Mg(OH)$_2$热稳定性差,受热分解,工业上,电解熔融MgCl$_2$冶炼金属镁,故A错误;

B.海水中含有可溶性的Mg_、Ca_、Fe_、SO$_4$_、Na_、Cl_、加盐酸得不到纯净的氯化镁溶液,所以无法得到纯净的氯化镁固体,故B错误;

C.在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁,灼烧得到氧化镁,但MgO的熔点为2800℃、熔点高,电解时耗能高,所以,工业上,电解熔融MgCl$_2$冶炼金属镁,故C错误;

D.在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁,再将沉淀分离后加入盐酸变成MgCl$_2$,之后经过滤、干燥、电解,即可得到金属镁,故D正确;

故选D.

点评:

本题考查了海水资源的利用,主要考查了工业制镁的步骤,熟记相关知识是解答的关键,题目较简单.

7单选题

由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶.其先后顺序正确的是(  )

A
②④⑤③①
B
③②④①⑤
C
③④②⑤①
D
②④③⑤①

题目答案

D

答案解析

分析:

根据海水中MgCl$_2$的浓度较小,所以要经过富集这一过程:先加熟石灰形成沉淀,然后将沉淀过滤,接着将Mg(OH)$_2$沉淀转化为MgCl$_2$,这样就实现了MgCl$_2$富集,将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体(MgCl$_2$•6H$_2$O)(这步是为了得到纯净的MgCl$_2$),又因MgCl$_2$ 易水解,为防止MgCl$_2$水解的水解,加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行.

解答:

解:因海水中MgCl$_2$的浓度较小,所以要经过富集这一过程:先加熟石灰形成沉淀:MgCl$_2$+Ca(OH)$_2$═Mg(OH)$_2$↓+CaCl$_2$,然后将沉淀过滤,接着将Mg(OH)$_2$沉淀转化为MgCl$_2$:Mg(OH)$_2$+2HCl═MgCl$_2$+2H$_2$O,这样就实现了MgCl$_2$富集,将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体(MgCl$_2$•6H$_2$O)(这步是为了得到纯净的MgCl$_2$),又因MgCl$_2$ 易水解,为防止MgCl$_2$水解的水解,加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行:MgCl$_2$•6H$_2$O$\xlongequal[HCl]{加热}$MgCl$_2$ +6H$_2$O.

故选:D.

点评:

由于海水中MgCl$_2$灰的浓度较小,要经过富集这一过程,不能直接蒸发海水得到(MgCl$_2$•6H$_2$O),同时防止MgCl$_2$水解的水解,加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行.

8单选题

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把贝壳煅烧成石灰;②在引有海水的渠中加入石灰,经过沉淀,然后过滤得到沉淀物;③取沉淀物与盐酸反应,然后结晶、过滤、干燥得MgCl$_2$•6H$_2$O晶体;④在一定条件下将MgCl$_2$•6H$_2$O晶体加热生成无水氯化镁;⑤电解熔融的氯化镁获得单质镁.根据上述提取镁的全过程,没有涉及的反应类型是(  )

A
分解反应
B
化合反应
C
置换反应
D
氧化还原反应

题目答案

C

答案解析

分析:

根据各步反应结合物质的性质判断所发生的反应,以此判断反应类型.

解答:

解:①把贝壳煅烧成石灰,涉及反应CaCO$_3$ $\xlongequal[]{△}$CaO+CO$_2$↑,属于分解反应;

②在引有海水的渠中加入石灰,经过沉淀,然后过滤得到沉淀物,涉及反应:CaO+H$_2$O═Ca(OH)$_2$,MgCl$_2$+Ca(OH)$_2$═Mg(OH)$_2$↓+CaCl$_2$,分别属于化合反应、复分解反应;

③取沉淀物与盐酸反应,然后结晶、过滤、干燥得MgCl$_2$•6H$_2$O晶体,涉及反应:Mg(OH)$_2$+2HCl=MgCl$_2$+2H$_2$O,属于复分解反应;

④在一定条件下将MgCl$_2$•6H$_2$O晶体加热生成无水氯化镁,MgCl$_2$•6H$_2$O$\xlongequal[]{△}$MgCl$_2$+6H$_2$O,属于复分解反应;

⑤电解熔融的氯化镁获得单质镁,涉及反应:MgCl$_2$$\xlongequal[]{电解}$Mg+Cl$_2$↑,属于分解反应;

没有涉及的反应为置换反应,

故选C.

点评:

本题考查镁的冶炼,题目难度不大,注意把握物质的性质,可不写化学方程式就能判断出.

9单选题

下列物质无法从海水中获得的是(  )

A
硫酸
B
氯化镁
C
D
氢氧化钠

题目答案

A

答案解析

分析:

海水经过晒盐,可得到食盐,经过蒸馏可获得淡水,都为物理方法,从海水中可以获取镁、钾、溴及其化工产品,需经过化学方法.

解答:

解:A.把海水经太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐,硫酸不能够从海水中获得,故A符合;

B.母液加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤后测得中加入盐酸溶解,蒸发浓缩,冷却结晶得到氯化镁晶体,故B不符合;

C.可从海水中获得氯化钠,母液中通过氯气将溴离子氧化为溴单质,故C不符合;

D.把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水,然后电解,即得烧碱、氢气和氯气,故D不符合;

故选A.

点评:

本题海水水资源的利用和海水化学资源的利用为背景,涉及物质的分离提纯等知识,侧重于化学与生活的综合运用,培养了学生运用知识分析问题的能力,题目难度不大.

10单选题

下列有关海水综合利用的说法正确的是(  )

A
工业上通过氧化法提取海水中的溴
B
工业上电解氯化钠溶液制取单质钠
C
工业利用冷却结晶法提取海水中的食盐
D
利用过滤法除去海水中的杂质生产淡水

题目答案

A

答案解析

分析:

A、工业提取溴的生产过程是加入氧化剂氧化溴离子为溴单质,萃取分液、蒸馏得到溴单质;

B、电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,不能制备金属钠;

C、海水中氯化钠溶解度随温度变化不大,利用蒸发结晶的方法分离氯化钠;

D、氯化钠中钠离子、氯离子等离子能通过滤纸;

解答:

解:A、工业提取溴的生产过程是加入氧化剂氯气氧化溴离子为溴单质,萃取分液、蒸馏得到溴单质,工业上通过氧化法提取海水中的溴,故A正确;

B、电解氯化钠溶液,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氯离子放电生成氯气,不能生成金属钠,工业上是电解熔融氯化钠得到金属钠,故B错误;

C、海水中氯化钠溶解度随温度变化不大,工业上是通过蒸发溶剂的方法得到氯化钠晶体,故C错误;

D、过滤只能出去不溶性杂质,不能除去氯化钠等盐,不能得到淡水,故D错误;

故选A.

点评:

本题考查了海水资源的分析应用,主要是海水制备金属钠、海水提溴、海水晒盐等原理的了解应用,掌握基础是解题关键,题目较简单.