Question

4．海洋資源的利用具有廣闊前景．
（1）無需經過化學變化就能從海水中獲得的物質是BD（填序號）
A．Cl₂    B．淡水    C．燒堿    D．食鹽
（2）圖1是從海水中提取鎂的簡單流程．

①操作A是過濾．
②無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會產生Mg和Cl₂，該反應的化學方程式為MgCl₂（熔融） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
③海水提鎂的過程，為什么要將海水中的氯化鎂轉變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉變?yōu)槁然�鎂？
海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低．
（3）海帶灰中富含以I^-形式存在的碘元素．實驗室提取I₂的途徑如下所示：

①灼燒海帶至灰燼時所用的主要儀器名稱是a（填序號）
a．坩堝        b．試管       c．蒸發(fā)皿         d．燒杯
②向酸化的濾液中加過氧化氫溶液，寫出該反應的離子方程式2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O．
③用CCl₄提取碘時除了用CCl₄還可以選用的試劑是a（填字母序號）
a．苯    b．乙醇    c．乙酸
④為檢驗用CCl₄提取碘后的水溶液中是否還含有碘單質．請寫出該實驗的實驗步驟、現象及結論：
取少量溶液于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液顯藍色，則說明溶液中有碘單質．
（4）利用海底的“可燃冰”制作的燃料電池的總反應式為CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，則該燃料電池的負極的電極反應為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．
（5）海底的煤經綜合利用開發(fā)的副產物CO₂能生產甲醇燃料，其反應的方程式為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．某科學實驗將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖2實線所示．a，b，c，d括號內數據表示坐標．
①a點正反應速率大于（填“大于、等于或小于”）a點逆反應速率．
②平衡時CO₂的物質的量濃度是2mol/L．
③能夠說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的標志是AC（雙選）．
A．單位時間內消耗1molCO₂，同時生成3mol H₂
B．混合氣體的密度不隨時間變化
C．CH₃OH、H₂的濃度不再隨時間變化
D．CH₃OH和H₂O濃度相等．

Answer 1

分析 （1）根據從海水制備物質的原理可知，金屬單質與非金屬單質需要利用化學反應來制取，而食鹽可利用蒸發(fā)原理，淡水利用蒸餾原理來得到；
（2）海水引入沉淀池，用生石灰和水反應生成的氫氧化鈣沉淀鎂離子，過濾得到氫氧化鎂沉淀，在沉淀中加入稀鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮、結晶析出、洗滌干燥得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失去結晶水得到固體氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，
①分離固體和溶液用過濾；
②無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會產生Mg和Cl₂；
③將海水中的氯化鎂轉變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉變?yōu)槁然�鎂是富集鎂；
（3）干海帶灼燒呈海帶灰加入水溶解過濾得到濾液中酸化加入過氧化氫氧化碘離子生成碘單質，加入四氯化碳或苯做萃取劑萃取分液分離碘單質，
①灼燒固體時所用的主要儀器名稱是坩堝；
②氫離子和過氧化氫將碘離子氧化為單質碘；
③反應結束后，可加入苯或四氯化碳有機溶劑做萃取劑萃取分液分離碘單質；
④利用碘單質遇到淀粉變藍色設計檢驗；
（4）在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，正極上發(fā)生得電子的還原反應，結合電解質環(huán)境來書寫電極反應式即可；
（5）①a點時還沒有達到平衡狀態(tài)，從反應物的物質的量的變化趨勢判斷反應進行的方向，依次判斷正逆反應速率大小；
②結合三行計算列式計算，圖中反應達到平衡狀態(tài)氫氣物質的量為2mol；
③在恒溫恒容的條件下，正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，及其衍生的一系列能說明變量不變的物理量．

解答 解：（1）A．可從海水中獲得氯化鈉，電解氯化鈉溶液或熔融氯化鈉生成氯氣，需要化學變化從海水中獲得氯氣，故A錯誤；
B．把海水用蒸餾等方法可以得到淡水，不需要化學變化獲得，故B正確；
C．可從海水中獲得氯化鈉，配制成飽和食鹽水，然后電解，即得燒堿、氫氣和氯氣，是化學變化，故C錯誤；
D．可從海水中獲得氯化鈉，是利用氯化鈉溶解度隨溫度變化不大，蒸發(fā)溶劑得到，不是化學變化，故D正確；
故答案為：BD；
 （2）①分析可知操作A為分離固體和溶液的操作為過濾，
故答案為：過濾；
②無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會產生Mg和Cl₂，分液的化學方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑；
③海水提鎂的過程，將海水中的氯化鎂轉變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉變?yōu)槁然�鎂目的是：海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低，
故答案為：海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低；
（3）①灼燒固體時所用的主要儀器名稱是坩堝，選a，
故答案為：a；
②加入過氧化氫起的作用為氧化劑，將碘離子轉化為單質碘，離子方程式為2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O，
故答案為：2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O；
③反應結束后，可加入苯或四氯化碳有機溶劑做萃取劑萃取分液分離碘單質，振蕩、靜置分層分離時先分離下層液體后倒出上層液體，乙酸和乙醇易溶于水溶液中不能分層，故選a，
故答案為：a；  
④檢驗用CCl₄提取碘后的水溶液中是否還含有碘單質．取少量溶液于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液顯藍色，則說明溶液中有碘單質，
故答案為：取少量溶液于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液顯藍色，則說明溶液中有碘單質；
（4）在甲烷燃料電池中，通入甲烷的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，堿性環(huán)境下工作時正極電極反應方程式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，負極電極反應為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（5）①a點時還沒有達到平衡狀態(tài)，反應物氫氣的物質的量繼續(xù)減小，平衡向正向移動，所以正反應速率大于逆反應速率，故答案為：大于；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．
起始量（mol）  6             8                  0                     0
變化量（mol） 2             6                   2                     2                       
平衡量（mol） 4             2                  2                    2
平衡時CO₂的物質的量濃度=$\frac{4mol}{2L}$=2mol/L，
故答案為：2；
③CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．
A．單位時間內消耗1molCO₂，同時生成3mol H₂ ，說明正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．混合氣體質量不變、體積不變，混合氣體的密度始終不隨時間變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．CH₃OH、H₂的濃度不再隨時間變化是平衡的標志，故C正確；
D．CH₃OH和H₂O濃度相等和起始量和變化量有關，不能證明正逆反應速率相同，故D錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題考查了海水資源的利用和物質制備過程、化學反應速率化學平衡的計算分析、原電池原理應用、化學平衡標志等知識點，注意條件的分析判斷，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．