开发利用金属矿物和海水资源

1、第十章 化学与资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源级别A级(基础)171314B级(能力)8121516一、选择题(每小题4分，共48分)1环境与可持续发展是现在国际的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是 ()A海水中有大量人类需要的物质，人类可以大量开发海水中的物质，以满足资源短缺的问题B海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发C可以用太阳能电解海水以获取氢能源D人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡解析：人类应该适度的开发利用海洋资源，以保持可持续发展。答案：A2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

2、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解析：海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将动能转化为电能，D错。答案：C3我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是 ()A焦炭还原法 B湿法炼铜C铝热还原法 D电解冶炼法解析：孔雀石受热分解产生CuO，焦炭与CuO反应生成Cu，发生的反应为：Cu2(OH)2CO32CuOH

3、2OCO2，2CuOC2CuCO2，符合焦炭还原法。答案：A4下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是 ()ACr2O3 BMnO2 CMgO DV2O5解析：铝热反应的本质是铝置换活泼性比它弱的金属。答案：C5(2010模拟精选，山西大同一模)下列说法正确的是 ()A使元素的化合态转化成游离态的过程就是还原的过程B高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气。工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有约111 mol电子转移D工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠解析：元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。与之相反，使非金

4、属阴离子转化为非金属单质的过程则是借助氧化反应，如2BrCl2=2ClBr2，所以选项A不正确。高炉炼铁中起还原剂作用的是CO，而并非焦炭，B错。Al3e=Al3，冶炼1 kg Al共获得电子：n(e)3111.1 mol，所以C正确。D中NaCl水溶液里的H得电子能力远比Na强，所以不可能得到Na，只能得到H2。答案：C6广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是 ()A从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应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海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B

5、等金属解析：D项中硼(B)不是金属。答案：D7海洋中有丰富的食品、矿产，能源、药物和水产资源等(如下图所示)，下列有关说法正确的是 ()A大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B第步中结晶出的MgCl26H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2C在第步中溴元素均被氧化D第步中除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸解析：B项，第步中结晶出的MgCl26H2O应在干燥的HCl气流中受热分解，从而制得无水MgCl2；C项，第、步中的溴元素发生氧化反应，第步中的溴元素被还原；D项，第步中除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2、F

6、e3等杂质，加入的药品顺序为：BaCl2溶液NaOH溶液Na2CO3溶液过滤后加盐酸。答案：A8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Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg解析：工业问题除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方法使用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方法中得不到Mg

7、Cl2，C方法中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。答案：D9实验室欲使1.6 g Fe2O3完全被还原，事先应准备的CO气体的标准状况下的体积为()A672 mL B336 mL C大于672 mL D小于336 mL解析：由Fe2O33CO2Fe3CO2知1.6 g Fe2O3完全反应参加反应的CO的体积标况下应为672 mL，但因为CO为易爆气体而且要使生成Fe在CO气流中冷却，必须通入更多的CO。答案：C10下列关于金属冶炼的说法不正确的是 ()A金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B天然矿藏很少只含一种金属元素，往往含有较多杂质C金属的冶炼主要有矿石的富集、

8、冶炼还原和精炼三个步骤D金属冶炼一定要用到还原剂解析：金属冶炼不一定要用到还原剂，例如热分解法就可以不用。答案：D11(2010试题调研，广东模拟)下列有关说法正确的是 ()A高温加热氧化镁和碳的混合物可以制单质镁B铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁C海水提溴的过程中不发生氧化还原反应D利用电解的方法可以从海水中获取淡水解析：高温加热氧化镁和碳的混合物时，生成的CO2(或CO)能不断脱离反应体系，促使反应不断进行，因此碳可置换出镁；工业上冶炼铁用的还原剂是CO，有关反应不是置换反应；海水提溴是使Br变成Br2，主要发生氧化还原反应；从海水中获取淡水可用蒸馏等方法，这是物理变化，电解是使水分解

9、的化学变化。答案：A12钾是一种非常活泼的金属，易与氧气反应生成超氧化钾(KO2)，KO2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸。在理论上我们可以用电解熔融KCl的方法来制备金属钾，而实际我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的KCl与Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的原因有以下四种，其中正确的是 ()钾易溶于熔融的钾盐中钾蒸气易逸出而污染环境钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性抽走钾蒸气时有利于钠与熔化的KCl反应A全部 B C D解析：从题干信息可以知道是正确的；金属钾熔化在熔融的钾盐中，将温度控制在比钾沸点稍高，钾变为钾蒸气，将钾蒸气抽出有利于钠与熔化的KCl反应向正向移动；另外，钾蒸

10、气易逸出会污染环境。答案：A二、非选择题(本题包括4个大题，共52分)13(13分)钛(Ti)因为具有神奇的性能，越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、强酸、强碱反应，红热时，却可以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金红石(主要成分是TiO2)。目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为_。该反应的还原剂是_。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式_。(2)简述由上述所得产物中获得金属钛的步骤_。解析：

11、(1)化学方程式的书写可直接根据题中所给出的条件和反应物、生成物来写。(2)提取金属钛时，结合题目中所给信息，常温下钛不与强酸反应，但镁能溶解，从而可选择用盐酸提纯。答案：TiO22C2Cl2TiCl42COC(1)TiCl42MgTi2MgCl2(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到金属钛14(13分)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： (1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式_。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_

12、。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤_。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。溶解时：_。过滤时：_。蒸发时：_。解析：该题利用工业制备金属镁的工业流程综合考查了镁及其化合物的性质以及化学实验中的基本操作。(1)根据Cl、H、O三种元素守恒可知，在空气中加热MgCl26H2O除生成Mg(OH)Cl或MgO外，还必须有HCl和H2O生成。MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2OMgCl26H2OMgO2HCl5H2O或Mg(OH)ClMgOHCl由上述反应可知Mg

13、Cl26H2O在受热时易发生水解，为抑制其水解，在加热时应不断通入HCl气体。(2)由于Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需要加入试剂使Ca(OH)2转化为易溶于水的物质，从而达到除去杂质Ca(OH)2的目的。可以选可溶性镁盐，如MgCl2、Mg(NO3)2等。(3)在溶解固体或稀释液体的过程中，为加速其溶解，常用玻璃棒搅拌；在过滤时，为防止液体外洒，常用玻璃棒“引流”，而在蒸发结晶的过程中，为防止局部过热或晶体飞溅，常用玻璃棒搅拌而使其受热均匀。答案： (1)MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2OMgCl26H2OMgO2HC

14、l5H2O或Mg(OH)ClMgOHCl在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2的水解，且带走MgCl2 6H2O受热产生的水蒸气，故能得到无水MgCl2(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用蒸馏水洗涤(3)搅拌，加速溶解使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒搅拌，防止因局部过热而使液滴或晶体飞溅15(13分)(2010模拟精选，山东烟台一模)实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，实验所提供的各种仪器和药品如下：(1)实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)。混合气体()，()接(F)，(E)接()，

15、()接()，()接()。(2)在装置乙中发生反应的化学方程式是_。(3)在装置甲中发生反应的化学方程式是_。(4)丙装置中澄清石灰水的作用是_。(5)经定量测定，0.4 g FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75 g白色沉淀，则FexOy中x值是_，y值是_。(6)实验过程中，能说明CO能够还原FexOy的实验现象是_。能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是_。解析：据实验目的，分析每个装置的作用，然后连接，x、y值的计算依C守恒关系COCO2CaCO3n(CaCO3)n(CO)7.5103 molFexOy中氧的质量为447.5103287.51030.12 gn

16、(O)7.5103 moln(Fe)0.005 mol，。答案：(1)DCABHGI(2)2NaOHCO2=Na2CO3H2O(3)FexOyyCOxFeyCO2(4)检验CO2是否除净(5)x2，y3(6)甲中FexOy由红色变黑色丁中澄清石灰水变浑浊16(13分)我国有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质资源和能量的宝库。目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。全球海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mgL1。其工业提取法有：、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，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有： _(写出离子方程式)；3Br23CO=BrO5Br3CO2；_(写出离子方程式)。其中反应中氧化剂是_，还原剂是_、空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将吹出的溴用SO2溶液来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后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_。、溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂