人教版高中化学必修2第四章　化学与自然资源的开发利用第一节　开发利用金属矿物和海水资源习题(1).doc_大学文库

开发利用金属矿物和海水资源、选择题 1.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是 A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同 B.工业上金属Mg、A1都是用电解熔融氯化物制得的 C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼 2.下列说法正确的是() A.海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约 B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C.海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本最低 D.以上说法都正确 3.下列说法中正确的是() A.金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 B.金属冶炼过程中,被冶炼的金属一定被氧化 C.金属冶炼过程中,被冶炼的金属可能被还原金属冶炼过程中,被冶炼的金属既可被氧化,也可被还原 4.下列各组物质中,均能使Fe2O3还原成单质铁的是() B.C0、CO2、C C.CO2、H20、02 D.Al、C、H2 5.若将海水淡化作饮用水使用,下列方法在原理上完全不可行的是() A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B.利用太阳能使海水蒸馏淡化 C.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水 D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子 6.下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是() A.MC1(熔融)电解Mg+C12t B.Al2D3+3C-325℃ 2A1+3C0↑ C.Fe2O3+300=2Fe+3CO2 g20=4Ag+02↑ 7.海水是一个巨大的化学资源库,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,仅通过物理变化就可以得到金属钾 B.海水各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应 C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2 D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能 8.[双选]实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后,所得固体中含金属单质为18g,则该氧化物粉末可能是()

1 开发利用金属矿物和海水资源一、选择题 1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( ) A．合金的性质与其组成金属的性质不完全相同 B．工业上金属 Mg、Al 都是用电解熔融氯化物制得的 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．越活泼的金属越难冶炼 2．下列说法正确的是( ) A．海洋约占地球表面积的 71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约 B．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C．海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低 D．以上说法都正确 3．下列说法中正确的是( ) A．金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化 C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原 D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原 4．下列各组物质中，均能使 Fe2O3 还原成单质铁的是( ) A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2 5．若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是( ) A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B．利用太阳能使海水蒸馏淡化 C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水 D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子 6．下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是( ) A．MgCl2(熔融)===== 电解Mg＋Cl2↑ B．Al2O3＋3C ===== 2 125 ℃2Al＋3CO↑ C．Fe2O3＋3CO===== 高温2Fe＋3CO2 D．2Ag2O===== △ 4Ag＋O2↑ 7．海水是一个巨大的化学资源库，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，仅通过物理变化就可以得到金属钾 B．海水各种化学资源的开发过程中，必须都要发生化学反应 C．从海水中可以得到 NaCl，电解熔融 NaCl 可制备 Cl2 D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能 8．[双选]实验室将 9 g 铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为 18 g，则该氧化物粉末可能是( )

2 A．Fe2O3 和 MnO2 B．MnO2 和 V2O5 C．Cr2O3 和 V2O5 D．Fe3O4 和 FeO 9．已知 MgO、MgCl2 的熔点分别为 2 800 ℃、604 ℃，将 MgO、MgCl2 加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有 MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是( ) A．海水――→ NaOH Mg(OH)2――→ 电解 Mg B．海水――→ HCl MgCl2 溶液―→MgCl2(熔融)――→ 电解 Mg C．海水 ――→ 石灰乳Mg(OH)2――→ 灼烧 MgO――→ 电解 Mg D．海水 ――→ 石灰乳Mg(OH)2――→ HCl MgCl2 溶液―→MgCl2(熔融)――→ 电解 Mg 10．从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是( ) A．加入适量的 KI 溶液 B．通入溴蒸气 C．加入适量的氢氧化钠溶液 D．加入适量的溴化钠溶液 11．海洋约占地球表面积的 71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是( ) A．可用 BaCl2 溶液除去粗盐中的 SO2－ 4 B．从苦卤中提取 Br2 的反应的离子方程式为 2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C．试剂 1 可以选用石灰乳 D．工业上，电解熔融 Mg(OH)2 冶炼金属镁 12．利用火法从黄铜矿(主要成分是 CuFeS2)中炼铜的流程简述如下：黄铜矿 ――→ 选矿铜精矿砂 ――→ 焙烧和除渣反射炉冰铜 ――→ 还原转炉粗铜 ――→ 精炼电解糟电解铜焙烧的主要反应为 2CuFeS2＋4O2 ===== 高温Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；制粗铜的主要反应为 2Cu2S＋3O2===== 高温2Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S===== 高温6Cu＋SO2↑。下列说法正确的是( ) A．金属冶炼常见方法有电解法、热还原法等，我国商代就会利用电解法炼铜 B．金属冶炼的大致步骤：富集、初炼、精炼，题给冶炼过程中的尾气可以回收利用 C．若由 1 mol CuFeS2 恰好按题给方程转化为 1 mol Cu 时，则此过程中共消耗 4 mol O2 D．在反应 2Cu2O＋Cu2S===== 高温6Cu＋SO2↑中，每转移 1 mol 电子，有 2 mol 硫被氧化二、非选择题 13．冶炼金属常用以下几种方法：

3 ①以 C、CO 或 H2 作还原剂的热还原法 ②利用铝热反应原理还原的铝热法 ③电解法 ④热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)： (1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag 等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属________。 14．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下，钛不和非金属、强酸反应；红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入 Cl2 制得 TiCl4 和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是______________________________________________，该反应中的还原剂是________。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与 TiCl4 反应制得金属钛。 (1)该反应的化学方程式是___________________________________________。 (2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤________________________________。 15．海藻中含有丰富的碘元素(以 I －形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：海藻 ――→ 灼烧海藻灰 ――→ 浸泡悬浊液 ――→ ① 含I －的溶液 ――→ ② 适量Cl2 含I2溶液 ――→ ③ 碘的有机溶液 ―→ 晶体碘 (1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为。 (2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填编号)。选择的理由是 ________________________________________________________________________。 A．酒精(沸点 78 ℃) B．四氯化碳(沸点 77 ℃) C．甘油(沸点 290 ℃) D．苯(沸点 80 ℃) (3)从碘的有机溶液中得到单质碘的方法是________。 (4)步骤①灼烧海藻时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下列仪器中选出所需的仪器，将字母填写在空白处)。 A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器 16．空气吹出法是目前海水提溴的最主要方法之一。其工艺流程如图所示：

海提取粗盐「苦①硫酸酸化「含B2的③空气吹出「含Br2的水卤②氯气氯化L海水空气 ④SO2吸收液溴7,⑧分离蒸气溴水 ⑥蒸馏混合物」⑤氯化吸收液粗溴水 (1)步骤④利用了SO2的还原性,其反应的离子方程式为 2)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产请解释原因 3)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。所用分离仪器的名称是 (4)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过空气吹出 SO2吸收、氯化后再蒸馏,这样操作的意义是课时达标训练(十一)开发利用金属矿物和海水资源答案 1.解析:选B合金的性质与其组成金属的性质不完全相同,如硬度、强度更大,熔点更低等,A项正确;因AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,冶炼铝应用电解AL2O3(熔融) 的方法,B项错误;金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难被还原,C、D两项正确, 2.解析:选B地球表面咸水多,淡水少,许多国家面临着淡水资源的危机,故不可以随意浪费水资源,A错误;海水淡化的方法中蒸馏法的成本较高,C错误。 3.解析:选C金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来,金属在化合物中只能显正价,冶炼时化合价只可能降低,被还原。 4.解析:选DFe是化学性质较活泼的金属,用强还原剂(如Al、C、H、CO等)在定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。 5.解析:选A明矾净水是利用A13在水中生成的A1(OH3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物,并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化, 是有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰,在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化。将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种己被应用的海水淡化方法 6.解析:选BMg、Al很活泼,应用电解法冶炼,A正确、B错误;铁属于较活泼的金属,可用热还原法,C正确:较不活泼的Ag可用热分解法,D正确。 7.解析:选CA项海水中K元素以K'形式存在,要通过还原才能得到金属钾;B项海水中水资源的利用,可以不发生化学反应:D项潮汐发电是将潮汐能转化为机械能再转化为电能 8.解析:选A、D9g铝粉可以提供1mol电子,则氧化物中的金属元素每得到1mol 电子对应的质量就应该是18g。三价Fe得到1mol电子对应的质量为18.7g,四价Mn得到1mol电子对应的质量为13.8g,故A正确:五价V得到1mol电子对应的质量为10.2g, 三价Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g,B、C两项即使9g铝粉全部反应,所得金属单质的质量也不到18g,故都不可能;Fe3O4中的铁元素得到1mol电子对应的质量为21g 二价Fe得到1mol电子对应的质量为28g,当铝粉有剩余时,D正确。 9.解析:选D工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题

4 (1)步骤④利用了SO2 的还原性，其反应的离子方程式为___________________________。 (2)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在 80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因_________________________________________。 (3)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。所用分离仪器的名称是________。 (4)步骤①、②之后并未直接用“含 Br2 的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过空气吹出、 SO2 吸收、氯化后再蒸馏，这样操作的意义是________________________________________。课时达标训练(十一) 开发利用金属矿物和海水资源答案 1．解析：选 B 合金的性质与其组成金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A 项正确；因 AlCl3 为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解 Al2O3(熔融) 的方法，B 项错误；金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D 两项正确。 2．解析：选 B 地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A 错误；海水淡化的方法中蒸馏法的成本较高，C 错误。 3．解析：选 C 金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来，金属在化合物中只能显正价，冶炼时化合价只可能降低，被还原。 4．解析：选 D Fe 是化学性质较活泼的金属，用强还原剂(如 Al、C、H2、CO 等)在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。 5．解析：选 A 明矾净水是利用 Al3＋在水中生成的 Al(OH)3 胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物，并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化，是有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化。将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法。 6．解析：选 B Mg、Al 很活泼，应用电解法冶炼，A 正确、B 错误；铁属于较活泼的金属，可用热还原法，C 正确；较不活泼的 Ag 可用热分解法，D 正确。 7．解析：选 C A 项海水中 K 元素以 K ＋形式存在，要通过还原才能得到金属钾；B 项海水中水资源的利用，可以不发生化学反应；D 项潮汐发电是将潮汐能转化为机械能再转化为电能。 8．解析：选 A、D 9 g 铝粉可以提供 1 mol 电子，则氧化物中的金属元素每得到 1 mol 电子对应的质量就应该是 18 g。三价 Fe 得到 1 mol 电子对应的质量为 18.7 g，四价 Mn 得到 1 mol 电子对应的质量为 13.8 g，故 A 正确；五价 V 得到 1 mol 电子对应的质量为 10.2 g，三价 Cr 得到 1 mol 电子对应的质量为 17.3 g，B、C 两项即使 9 g 铝粉全部反应，所得金属单质的质量也不到 18 g，故都不可能；Fe3O4 中的铁元素得到 1 mol 电子对应的质量为 21 g，二价 Fe 得到 1 mol 电子对应的质量为 28 g，当铝粉有剩余时，D 正确。 9．解析：选 D 工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题

从理论上看A项中使用NaOH成本髙,且Mg(OH2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解, 因此不可行:B项中得不到MgCl2;C项中电解Mg0时,由于Mgs0的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。 10.解析:选D要除去液溴中少量的氯气,可加入适量的溴化钠溶液:Cl2+ 2NaBr=-2NaC1+Brz 11.解析:选D工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。因为氢氧化镁受热分解生成氧化镁,氧化镁的熔点高于氯化镁的熔点,电解氧化镁消耗电能较大,成本较高。 12.解析:选B电解法是近代才有的,A项错误;题给方法产生的SO2可以回收利用, 如制备硫酸等,B项正确:以生成6 mo cu为例来算,制粗铜时消耗2 mol cus生成2mol Cu0,同时消耗3molO,焙烧时生成3 mo cus消耗12molO2,故制备1 mol cu消耗 2.5mol02,C项错误;硫的化合价由-2→+4,故转移1mol电子,氧化的硫为smol,D 项错误。 13.解析:非常活泼的金属,如Na、Mg、A用电解法冶炼,不活泼的金属,如Hg、Ag 用热分解法冶炼,较活泼的金属,如Fe、Zn、Cu用热还原法冶炼,难熔金属如VCr、M、 W等用铝热反应冶炼答案:(1)①(2)③(3)④(4)② 14.解析:TiO2(金红石)与炭粉及Cl2在高温下反应生成TiCL4及一种可燃性气体,由元素守恒判断该可燃性气体为CO;TiCl4与镁在加热条件下可以制得钛,反应的化学方程式为 TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti。由于加入的Mg过量故得到的是k和Ti的混合物,根据信息 Ti与强酸(如盐酸)不反应,而Mg与盐酸反应,故可用盐酸除去Ti中的Mg 答案:第一步:TiO2+2C+212TiCl4+2C0炭粉第二步:(1)TiCl4+2Mg==Ti+2MgCl2 (2)加入足量盐酸,除去过量金属镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体得金属钛 15.解析:(1)从碘的水溶液中提取碘,可加入与水互不相溶的有机溶剂,实验操作的名称是萃取、分液,所用主要仪器是分液漏斗。(2)从碘水中提取碘单质应加入不与水互溶的有机萃取剂如苯、四氯化碳等。酒精和甘油均易溶于水,不能作萃取剂,选B、D。(3)分离有机溶剂中的碘,其方法是加热让沸点低的有机溶剂(苯或四氯化碳)挥发出来,固体碘留在烧瓶中,操作名称是蒸馏,这种得到单质碘的方法称为蒸馏法。(4)固体物质灼烧应选用的仪器为坩埚、泥三角、酒精灯和三脚架。答案:(1)萃取、分液分液漏斗 (2)BD苯、四氯化碳与水互不相溶 (3)蒸馏法(4)BDE 16.解析:根据反应流程图和反应原理可知:海水提取溴主要分为海水中溴的浓缩和溴的蒸馏过程。利用C12的氧化性,SO2的还原性,将Bn2与海水中其他物质分离,浓缩后的溴水混合物溴的浓度较高,较容易得到纯净的液溴。(1)利用Br2的氧化性和SO2的还原性进行反应提纯,离子方程式为:Br2+SO2+叫H20=4H+2Br-+S0。(3)液溴的密度比溴水的密度大得多,混合后分层,利用分液漏斗分离。(4)海水中Br2的含量很低,处理量太大,从效率和成本角度考虑,应经过流程图中的过程更适于工业生产答案:(1)Br2+S02+2H20=4H++2Br-+S0 (2)温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加:温度过低,溴不能完全蒸出

5 从理论上看 A 项中使用 NaOH 成本高，且 Mg(OH)2 是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B 项中得不到 MgCl2；C 项中电解 MgO 时，由于 MgO 的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。 10．解析：选 D 要除去液溴中少量的氯气，可加入适量的溴化钠溶液：Cl2＋ 2NaBr===2NaCl＋Br2。 11．解析：选 D 工业上用电解熔融 MgCl2 的方法冶炼金属镁。因为氢氧化镁受热分解生成氧化镁，氧化镁的熔点高于氯化镁的熔点，电解氧化镁消耗电能较大，成本较高。 12．解析：选 B 电解法是近代才有的，A 项错误；题给方法产生的 SO2 可以回收利用，如制备硫酸等，B 项正确；以生成 6 mol Cu 为例来算，制粗铜时消耗 2 mol Cu2S 生成 2 mol Cu2O，同时消耗 3 mol O2，焙烧时生成 3 mol Cu2S 消耗 12 mol O2，故制备 1 mol Cu 消耗 2.5 mol O2，C 项错误；硫的化合价由－2→＋4，故转移 1 mol 电子，氧化的硫为1 6 mol，D 项错误。 13．解析：非常活泼的金属，如 Na、Mg、Al 用电解法冶炼，不活泼的金属，如 Hg、Ag 用热分解法冶炼，较活泼的金属，如 Fe、Zn、Cu 用热还原法冶炼，难熔金属如 V、Cr、Mn、 W 等用铝热反应冶炼。答案：(1)① (2)③ (3)④ (4)② 14．解析：TiO2(金红石)与炭粉及 Cl2 在高温下反应生成 TiCl4 及一种可燃性气体，由元素守恒判断该可燃性气体为 CO；TiCl4 与镁在加热条件下可以制得钛，反应的化学方程式为 TiCl4＋2Mg===== △ 2MgCl2＋Ti。由于加入的 Mg 过量故得到的是 Mg 和 Ti 的混合物，根据信息， Ti 与强酸(如盐酸)不反应，而 Mg 与盐酸反应，故可用盐酸除去 Ti 中的 Mg。答案：第一步：TiO2＋2C＋2Cl2===== 高温TiCl4＋2CO 炭粉第二步：(1)TiCl4＋2Mg===== △ Ti＋2MgCl2 (2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得金属钛 15．解析：(1)从碘的水溶液中提取碘，可加入与水互不相溶的有机溶剂，实验操作的名称是萃取、分液，所用主要仪器是分液漏斗。(2)从碘水中提取碘单质应加入不与水互溶的有机萃取剂如苯、四氯化碳等。酒精和甘油均易溶于水，不能作萃取剂，选 B、D。(3)分离有机溶剂中的碘，其方法是加热让沸点低的有机溶剂(苯或四氯化碳)挥发出来，固体碘留在烧瓶中，操作名称是蒸馏，这种得到单质碘的方法称为蒸馏法。(4)固体物质灼烧应选用的仪器为坩埚、泥三角、酒精灯和三脚架。答案：(1)萃取、分液分液漏斗 (2)BD 苯、四氯化碳与水互不相溶 (3)蒸馏法 (4)BDE 16．解析：根据反应流程图和反应原理可知：海水提取溴主要分为海水中溴的浓缩和溴的蒸馏过程。利用 Cl2 的氧化性，SO2 的还原性，将 Br2 与海水中其他物质分离，浓缩后的溴水混合物溴的浓度较高，较容易得到纯净的液溴。(1)利用 Br2 的氧化性和 SO2 的还原性进行反应提纯，离子方程式为：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－ 4 。(3)液溴的密度比溴水的密度大得多，混合后分层，利用分液漏斗分离。(4)海水中 Br2 的含量很低，处理量太大，从效率和成本角度考虑，应经过流程图中的过程更适于工业生产。答案：(1)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－ 4 (2)温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增加；温度过低，溴不能完全蒸出

人教版高中化学必修2第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源习题(1)

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