2022年高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆班级：姓名：高一化学练习题使用时间： 20XX年 6 月日编辑人：张浩题组 1 金属及其冶炼方法的选择1. 从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( ) A.金属的导电性强弱B.金属在地壳中的含量多少C.金属的化合价高低D.金属的活动性强弱2. 下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( ) 选项冶炼原理方法A 2HgO =2HgO2热分解法B 2Al2O3( 熔融 ) =电解冰晶石4Al 3O2电解法C Cu2SO2=高温2CuSO2热分解法D Fe2O32Al=高温2FeA

2、l2O3热还原法3. 我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是( ) 4.1 开发利用金属矿物和海水资源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg 4. 下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( ) A.加热 Al2O3B.加热 HgO C.电解熔融NaCl D.铝粉和 Fe2O3共热5. 下列化工生产原理错误的是( ) 可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁用电解法冶炼铝

3、时，原料是氯化铝炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热A.B.C.D.6. 金属 K与 Na金属性相近，用K 与钠盐共熔时，很难将Na 从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用 Na与 KCl 反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下：K Na KCl NaCl 熔点 ( ) 63.65 97.8 770 801 沸点 ( ) 774 882.9 1 500( 升华 ) 1 431 根据平衡移动原理可推知，用Na与 KCl 反应制 K的适宜温度是( ) A.97.8 770 B.770774 C.774882.9 D.1 413 1 500 题组 2 铁的冶炼7. 实验室欲使1.

4、6 g氧化铁完全还原，事先应准备的CO在标况下的体积为( ) A.672 mL B.336 mL 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆C.大于 672 mL D.小于 336 mL 8. 铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。(1) 写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：_ 。(2) 写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：_ 。(3) 实验室中可用CO还原 Fe2O3，在加热Fe2O3前应 _，直到无 _现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能

5、发生 _现象， 未反应完全的CO_(填“能” 或“不能” ) 排放到大气中， 应做 _处理。题组 3 稀有金属的冶炼9. 诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为 2MoS2 7O2=高温2MoO3 4SO2 MoO3 2NH3 H2O=(NH4)2MoO4 H2O (NH4)2MoO4 2HCl=H2MoO42NH4Cl H2MoO4=高温MoO3H2O 用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是( ) A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排放B.MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C.H2MoO4是一种强酸D.利

6、用 H2、CO和 Al 分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为332 10. 钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：FeTiO32H2SO4=TiOSO4 FeSO42H2O TiOSO42H2O=H2TiO3 H2SO4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆H2TiO3=TiO2H2O TiO22C2Cl2=TiCl4 2CO TiCl42Mg=2MgCl2Ti (1) 针对以

7、上五个反应，下列叙述错误的是_。A.反应是非氧化还原反应B.反应生成了两种酸C.反应中的TiO2是氧化剂D.反应表现了金属镁比金属钛的还原性强(2) 钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是_。A.钛是像金、铂一样的不活泼金属B.金属钛的表面易形成致密的氧化膜C.钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应D.钛有很高的强度能力提升题 11.铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下：(1)写出得到单质铁的化学方程式：_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -

8、- - - - -第 4 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(2) 实 验 过 程 中 看 到 玻 璃 管 内 的 粉 末 由 红 棕 色 逐 渐 变 黑 ， 请 设 计 一 个 实 验 来 验 证 生 成 了 单 质 铁 ：_ 。(3)装置末端气球的作用为_ 。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO？原因是什么？_ 。12.钛(Ti) 被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和 Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。含Fe2O3的钛铁矿 (主要成分为FeTiO3)制备 TiO2流程如下：(1)步骤加Fe的目的是 _ ；步骤冷却的

9、目的是_ 。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。(3)由金红石 (TiO2)制取单质钛 (Ti) ，涉及到的步骤为TiO2 TiCl4Mg800 ，ArTi反应 TiCl42Mg=2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是_。第 2 课时海水资源的开发利用经典基础题 题组 1海水的综合利用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆1.许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能从海水中获得的物质是() A.Cl2、Br

10、2、I2B.Na、 Mg、Al C.食盐、淡水D.NaOH 、H22.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 可制备 Cl2D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能3.NaCl 是海水中提取出来的一种重要物质，除食用外， 它还是一种工业原料，下列以 NaCl 为原料的产品(或物质 )是() 烧碱纯碱金属钠氯气盐酸A.B.C.D.题组 2海水提取溴、碘及其性质应用4.从海水中提取的溴约占世界溴年产量的13，从海水中提取溴的主要步

11、骤可表示为() A.氧化吸收吹出B.氧化吹出吸收C.吹出氧化吸收D.吹出吸收氧化5.海水提溴过程中将Br氧化成 Br2，可向其中加入氧化剂，合适的是() A.酸性 KMnO4溶液B.氯水C.FeCl3溶液D.碘水6.从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆7.甲、乙、丙三溶液各含有一种X(X为 Cl、Br或 I)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有() A.Br、I、 ClB.Br、

12、Cl、IC.I、 Br、ClD.Cl、I、Br8.检验海带中碘元素的实验中，发生如下反应：2H2IH2O2=I22H2O，下列对该反应的叙述中不正确的是 () A.I2为氧化产物B.H2O2既作氧化剂又作还原剂C.氧化性强弱顺序为H2O2I2D.生成 1 mol I2时转移 2 mol 电子能力提升题 9.全球海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg L1。其工业提取方法有：(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将嗅吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有_

13、(写出化学方程式 )； 3Br23CO23=BrO35Br3CO2； BrO35Br6H=3Br23H2O。其中反应中氧化剂是 _；还原剂是 _。(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆再 用 氯 气 氧 化 氢 溴 酸 即 得 单 质 溴 。 写 出 溴 与 二 氧 化 硫 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_ 。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。实

14、验室中萃取用到的实验仪器名称是 _。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是_(填序号 )。乙醇四氯化碳硝酸10.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：(1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。_ (2)实验室将粗盐制成精盐的过程中，溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解： _ 。过滤： _ 。蒸发： _ 。11.镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂可以选用_，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应 _。

15、(2)加入试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 _ 。(3)试剂选用 _；写出其反应的离子方程式_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(4) 无 水MgCl2在 熔 融 状 态 下 ， 通 电 后 产 生 镁 和 氯 气 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为_ 。12.空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：(1)步骤的离子方程式：_ 。(2)步骤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很大的特点进行分离。分离仪器的名称是

16、_。(3)溴水混合物中溶有一定量的氯气，因此在步骤中可将蒸馏产生的气体通过_(填试剂名称 )溶液，以除去氯气。(4)步骤的蒸馏过程中，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：_ 。(5)步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是_ 。(6)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物”而不是蒸馏“溴水混合物”，请说明原因：_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆4.1 开发利用金属矿物和海水资源参考答案与试题解析第一节开发利用金属矿物和海水资源第 1 课时金属矿物的开发利用

17、1. D由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。2.C活泼金属K、Ca、Na、 Mg、Al 等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb 、Cu 等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、 Ag 利用热分解法冶炼，故A、B、D 三项正确， C 项错误。 3.B铜的盐溶液与铁等较活泼的金属可发生置换反应。4.A金属钠是活泼金属，用电解法制取，汞用加热HgO 制取， A 项中加热Al2O3难以分解； D 项中铝粉和 Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。5.D钠特别活泼，加入氯化镁溶液时钠先与水反应生成NaOH 和 H2，Mg2和 OH反应生成Mg(OH

18、)2沉淀， 错；冶炼铝使用的是Al2O3，错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，错。 6.C在金属活动性顺序表中，Na 排在 K 的后面，似乎不能从K 的熔融盐中置换出K。但将 Na 与 KCl 共熔，其共熔体中Na、K、Cl和 e自由移动，如果继续加热，则Na、K、NaCl 和 KCl 首先沸腾者先逸出。工业上，就是采用这种原理用Na 还原 K 的，因为K 的沸点比Na、NaCl 、KCl 的沸点都低，且低于NaCl 的熔点。 7.C由 3COFe2O3=高温2Fe3CO2可知消耗CO 672 mL ，但气体与固体反应不充分，反应前要先通入一会儿 CO 赶尽空气， Fe冷却要在

19、CO 的气氛中，故CO 实际用量应大于672 mL。 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆8.(1)CO2=点燃CO2，CCO2=高温2CO (2)3COFe2O3=高温2Fe 3CO2(3)验纯爆鸣爆炸不能点燃解析(1)在冶炼铁的过程中，为提高 C 的利用率， 先发生反应CO2=点燃CO2， 再发生反应： CO2C=高温2CO，用 CO 还原 Fe2O3，接触更充分，效果更好。(3)加热 Fe2O3之前应先检验CO 的纯度，否则会发生爆炸，由于CO 有毒，故未完全反应的CO 应点燃，以防

20、污染环境。9.DA 项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B 项，根据 中生成物 (NH4)2MoO4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故 MoO3不属于碱性氧化物，B 项错； C 项，根据反应 H2MoO4是一种不溶性酸，溶液中c(H)不可能很大，故H2MoO4不可能是强酸；D 项， 1 mol H2、1 mol CO和 1 mol Al 作还原剂时，失去的电子数分别为2 mol 、 2 mol 和 3 mol ， 还原等量的MoO3转移电子相同， 此时n(H2)n(CO) n(Al) 33 2。10.(1)C(2)B 解析(1)在反应 中没有化合价的变化，反应中，化学式H2T

21、iO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应 中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂，反应，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。(2)题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B。11.(1)Fe2O33CO=高温2Fe3CO2(2)取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成了单质铁精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(3)收集 CO，防止

22、污染空气先停止加热，防止生成的铁再次被氧化解析检验是否生成铁单质，在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁；反应结束后，得到的铁还是炽热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入CO。12.(1)将 Fe3还原为 Fe2析出绿矾 (FeSO4 7H2O) (2)绿矾 (FeSO4 7H2O)生石灰 (或碳酸钙、废碱) (3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应解析(1)分析框图知， 铁最终转化成副产品绿矾，所以要将 3 价 Fe转化为 2 价 Fe， 降温减小FeSO4

23、7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为TiO22H2O=H2TiO3 2H，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。(3)反应后 Ti 和 Mg 易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar 气氛中进行。第 2 课时海水资源的开发利用1. CA、B、 D 中的物质必须经化学变化，才能够从海水中获取。2.C海水中的钾元素是以化合态形式存在，要求化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A 不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B 错误；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。 3.A在氯碱工业中， 2N

24、aCl2H2O=电解2NaOHH2Cl2， H2与 Cl2化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)=电解2NaCl2。 在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2。 4.B从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气吹出后用碱液吸收。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆5.BFe3和 I2的氧化性都不如Br2的强， C、D 不正确；酸性KMnO4溶液能氧化Br，但不适合工业生产用， KMnO4价

25、格比较贵。 6.D灼烧海带应用坩埚，A 项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B 项错误；苯的密度比水的小，萃取后的混合溶液中苯在上层，应从分液漏斗上口倒出，C 项错误。 7.A向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，应是溴水的颜色，则甲中必含有Br，被 Cl2置换生成了 Br2，由此否定了C、 D；再加丙溶液，颜色无明显变化，说明丙溶液中不含I，否则加入后应被Br2所置换，生成I2，溶液应为蓝色，与题给条件不符，则丙溶液只能含有Cl，I必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有Br、I、Cl。8.B，该反应中I2为氧化产物， H2O2作氧化剂，根据氧化性由强到弱的顺序为氧化剂氧化产物，所以氧化性H2O

26、2I2；反应中每生成1 mol I2，转移 2 mol 电子。 9.(1)Cl22Br=2ClBr2Br2Br2(2)Br2SO22H2O=2HBr H2SO4(3)分液漏斗解析工业上提取溴的原理：将氯气通入到富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。Cl22Br=2ClBr2，溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2 SO2 2H2O=2HBr H2SO4，方法 (3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是 四氯化碳。10.(1)加入 MgCl2溶液，充分搅拌， 过滤，沉淀用水洗涤(2)搅拌，加速固体溶解引流，防止液体外溅搅

27、拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅解析(1)为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液将 Ca(OH)2转化为 Mg(OH)2，然后过滤洗涤得Mg(OH)2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(2)溶解固体时使用玻璃棒是为了加速固体的溶解；在过滤时使用玻璃棒引流，可防止液体外溅；蒸发结晶过程中，使用玻璃棒搅拌，可防止因局部过热而使液体或晶体飞溅。11.(1)石灰乳过量(2)过滤(3)盐酸Mg(OH)22H=Mg22H2O(4)MgCl2(熔融 )=电解Mg Cl2解析(1)工业上常加入廉价的

28、石灰乳使海水中的MgSO4转化为 Mg(OH)2； 为使 MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。(3)用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)22H=Mg22H2O。(4)工业上电解熔融MgCl2制取 Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融 )=电解Mg Cl2。12.(1)Br2SO22H2O=4H2BrSO24(2)分液漏斗(3)溴化铁 (或其他含Br的盐类物质 ) (4)温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低(5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应(

29、6)将“溴水混合物”转变为“溴水混合物”是Br2的浓缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本解析占地球储量99%的溴分布在海洋中，从海水中提取溴，一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。步骤 的氯气氧化发生的反应是Cl22Br=2ClBr2，生成的溴仍溶解在海水中，怎样才能把溴提取出来呢？根据溴的沸点比水低的性质，可以鼓入热空气(步骤 )，使它和热空气一起挥发出来，再用SO2吸收(步骤 )：Br2SO22H2O=4H2Br SO24，这样可以得到较大浓度的含Br的溶液，进一步用氯气氧化 (步骤 )，得到 Br2，然后蒸馏便得到了液溴。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页