高中化学鲁科版必修1第4节 海水中的化学元素第1课时课时练习

第1课时　海水中的元素及海水提镁

课后篇巩固提升

1.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)

A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制Cl2

D.利用潮汐发电是化学能转化为电能

解析海水中的钾元素是以化合态形式存在,要由化合态转化为游离态,一定发生氧化还原反应,故A不正确。海水蒸发制盐,发生了物理变化,B也不正确。电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正确。潮汐发电是将机械能转化为电能,因此D也不正确。

答案C

2.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工业上用某种气体冷却镁蒸气制取镁粉,下列气体中可作制冷剂的是(　　)

①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2

A.②③④⑤ B.①②③

C.③④ D.③④⑤

解析Mg很活泼,不但能与O2反应生成MgO,还可与CO2在点燃时发生反应:2Mg+CO22MgO+C,同时也可与N2在点燃时发生反应:3Mg+N2Mg3N2,而空气中有大量的N2和O2,所以可用Ar、H2等气体来冷却。

答案C

3.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

解析由海水中提取镁可知,先在海水中加入熟石灰,使Mg2+沉淀下来,过滤得到Mg(OH)2,然后再加盐酸溶解、浓缩结晶,在一定条件下脱水干燥,最终得到无水氯化镁。

答案D

4.近年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等,这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。绿色化学要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此,由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中,你认为可行而且符合绿色化学要求的方案是(　　)

A.MgMg(NO3)2

B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2

C.MgMgOMg(NO3)2

D.MgMgSO4Mg(NO3)2

解析A方案虽然步骤少,但反应过程中会产生大量氮氧化物,污染空气。另外消耗原料也多,不符合绿色化学的要求;B方案步骤烦琐,用原料种类多,不符合绿色化学的要求;C方案步骤较少,节约原料,无污染,符合绿色化学的要求;D方案用原料较多,在第一步还会产生大量的SO2气体,污染空气,又浪费原料,不符合绿色化学的要求。

答案C

5.某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下,下列说法中错误的是(　　)

A.操作①②③是为了获得无水氯化镁

B.操作④发生了氧化还原反应

C.操作②是蒸发结晶

D.若在实验室进行操作①只需要漏斗和烧杯两种玻璃仪器

解析根据流程图可知操作①②③是为了获得无水氯化镁,A正确;电解时一定发生了氧化还原反应,B正确;由MgCl2溶液得到MgCl2晶体需要蒸发浓缩而结晶,C正确;过滤操作中还要使用玻璃棒,D错误。

答案D

6.从海水中提取镁时,用不到的化学反应是(　　)

A.MgCl2+Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2↓

B.Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O

C.Mg(OH)2+H2SO4MgSO4+2H2O

D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

解析海水提镁中利用MgCl2而不是MgSO4。

答案C

7.相同质量的镁条分别在O2、N2和CO2中充分燃烧,所得固体产物的质量由大到小的顺序是(　　)

A.O2、N2、CO2 B.O2、CO2、N2

C.CO2、O2、N2 D.N2、CO2、O2

解析根据反应:2Mg+O22MgO,3Mg+N2Mg3N2,2Mg+CO22MgO+C可知,当Mg为1mol时,在O2中燃烧,所得固体产物的质量增加16g;在N2中燃烧,质量增加约9.33g;在CO2中燃烧,质量增加22g。所以相同质量的镁条分别在O2、N2和CO2中充分燃烧,所得固体产物的质量由大到小的顺序是CO2>O2>N2。

答案C

8.一定量的Mg和MgO的混合物投入100 mL 2 mol·L-1的稀盐酸中完全溶解后,再向反应后的溶液中加入4 mol·L-1的NaOH溶液,要使Mg元素全部沉淀出来,所加入的NaOH溶液的体积最少是(　　)

A.100 mL

B.50 mL

C.25 mL

D.由于Mg、MgO的质量未知无法判断

解析Mg元素全部沉淀后,溶液中只有NaCl,其中Na+全部来自于NaOH溶液,Cl-全部来自于稀盐酸,且有n(NaOH)=n(HCl)=0.100L×2mol·L-1=0.2mol=c(NaOH)·V(NaOH),所以V(NaOH)==0.05L=50mL。

答案B

9.1.0 g镁在氧气中燃烧后增重0.64 g,但在空气中燃烧时增重不足0.64 g,其原因可能是(　　)

A.空气中镁燃烧肯定不完全

B.空气中部分镁与CO2反应

C.空气中部分镁与N2反应

D.空气中部分镁与水蒸气反应

解析相同质量的Mg在氧气中燃烧只生成MgO,而在空气中燃烧会生成少量的Mg3N2。设均为3molMg,则3molMgO的质量为120g,而1molMg3N2的质量仅为100g,故在空气中燃烧时增重的质量减少。

答案C

10.下列说法错误的是(　　)

A.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹

B.在一定条件下可实现下列转化MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO

C.通过置换反应可实现由CO2到MgO的转化

D.镁与稀盐酸反应的离子方程式为Mg+2H++2Cl-MgCl2+H2↑

解析A项中利用了镁燃烧发出的强光制作照明弹,所以不符合题意;B项中氢氧化镁处于高温时可以分解生成氧化物,所以不符合题意;C项中二氧化碳和镁发生置换反应生成氧化镁和碳,所以不符合题意;D项中正确的离子方程式为Mg+2H+Mg2++H2↑。

答案D

11.地球上海水资源丰富,若把海水淡化与化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。

(1)目前,国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽,蒸汽经冷却而得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是　　　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。 

(2)工业上利用电解饱和食盐水的方法可制得重要化工产品。反应式为:食盐+H2ONaOH+H2↑+Cl2↑(未配平),该反应中食盐的化学式是　　　　;利用电解所得的气体制36.5%的浓盐酸1 000 t,最少需消耗食盐　　　　t。 

(3)近年来,有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。该方法流程如下:

请写出②④过程的化学方程式:　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 

解析(1)蒸馏过程中没有新物质生成,因此为物理变化。(2)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此可知:1000t×36.5%÷36.5g·mol-1×58.5g·mol-1=585t。

答案(1)物理变化　(2)NaCl　585　(3)NaOH+SO2NaHSO3　NaHSO3+HClNaCl+H2O+SO2↑

12.取一段5 cm长的镁条,用砂纸擦亮,然后用坩埚钳夹着在酒精灯上点燃后,伸入到盛满CO2的集气瓶中。请你完成下列空白:

(1)用砂纸擦亮镁条的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)将镁条伸入到集气瓶中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应的还原剂是　　　　,镁体现了　　　　(填“氧化”或“还原”)性。 

(3)在上述反应中,转移0.2 mol电子时,消耗标准状况下的CO2的体积是　　　　　　。 

解析由于镁性质较活泼,在空气中久置易在镁条表面形成氧化膜(MgO),因而在用镁条进行有关实验前,先将表面的MgO擦干净。镁条在CO2中剧烈燃烧,生成MgO和C,其中Mg为还原剂;在该反应中,1molCO2参加反应时,转移4mol电子,所以转移0.2mol电子时,消耗CO20.05mol,在标准状况下的体积为22.4L·mol-1×0.05mol=1.12L。

答案(1)除去镁条表面的氧化膜(MgO)　(2)2Mg+CO22MgO+C　Mg　还原　(3)1.12 L