高中化学高考三轮冲刺 2023届高三化学总复习巩固练习18开发利用金属矿物和海水资源

巩固练习18开发利用金属矿物和海水资源时间：45分钟分值：100分一、选择题(共48分，每小题4分)1．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[答案]A[解析]海水中的盐水主要含有Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋、Ca2＋、K＋等离子，这些离子均不会与明矾形成沉淀，故A完全不可行。2下列金属的工业制法正确的是()A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为%的铜[答案]B[解析]金属钠与TiCl4溶液中的水反应，不能置换出金属钛，A不正确；电解NaCl溶液不能得到金属钠，C不正确；黄铜矿经冶炼得到粗铜，粗铜再经电解精炼制得纯度为%的铜，D不正确。3．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够从海水中获得的物质是()A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水[答案]D[解析]本题考查海水资源的综合利用，不发生化学变化的只有D项。食盐提取利用蒸发，淡水获得利用蒸馏，两者均为物理变化。Na、Mg、Al、Cl2、Br2、I2、烧碱、H2获取，用到置换或电解等化学方法。4．H2作还原剂和金属作还原剂相比，制得金属的纯度说法正确的是()A．用H2的高 B．用金属的高C．二者相同 D．无法比较[答案]A[解析]氢气和金属虽然都可作还原剂制得金属，但金属作还原剂时的过量金属、氧化产物和还原产物多为固体，易使制得的金属中含有杂质，而H2的氧化产物为水，则不会引入杂质。5．金属①铁、②镁、③锰、④钒、⑤铬，可用铝热法制备的是()A．①②④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤[答案]C[解析]铝热反应放出大量的热，可以利用此反应冶炼难熔金属。但镁的还原性强于铝的还原性，故铝不能置换出化合物中的镁。6．从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下：下列说法不正确的是()A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤，可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及到化合、分解和复分解反应[答案]B[解析]选项A，海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富。选项B，电解熔融MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属镁。选项C，因MgCl2能水解：MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，为此将MgCl2·6H2O晶体置于HCl气体氛围中加热脱水，其目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。选项D，步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO，CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2，步骤⑥是电解涉及分解反应，步骤③涉及MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2。7．下列方法不能用于海水处理得到淡水的是()A．电渗析法 B．蒸馏法C．升华 D．离子交换法[答案]C[解析]升华一般用于固体物质的分离，其中某种物质易升华，变为气体逸出，使物质得到提纯分离。8．从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶②加熟石灰③加盐酸④过滤⑤熔融电解，正确的生产顺序是()A．①②③④⑤ B．⑤④③①②C．②④③①⑤ D．③④②①⑤[答案]C[解析]海水中含有Mg2＋，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁？根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2＋的熔融化合物。若直接加热Mg(OH)2，则Mg(OH)2发生分解生成MgO：Mg(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))MgO＋H2O，MgO熔点高，很难熔融；工业上不采用电解熔融MgO的方法，而是将Mg(OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑。9．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示。对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分的变化进行分析，正确的是()A．溶质质量增加 B．溶液质量不变C．溶剂质量减少 D．溶质质量分数不变[答案]C[解析]右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。10．正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过H2O。以下叙述正确的是()A．铝热剂就是指Fe2O3粉和Al粉的混合物B．检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO物质的量之比为3∶2∶3D．明矾含有结晶水，是混合物[答案]C11．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。这四种方法在工业上均有应用。古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析，不正确的是()A．(Ⅰ)，① B．(Ⅱ)，②C．(Ⅲ)，③ D．(Ⅳ)，④[答案]B[解析]选择金属的冶炼方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性等有关。对于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是：(Ⅰ)Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋CO2↑＋H2O↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑，属于①；(Ⅱ)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，属于③；(Ⅲ)2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr，属于③；(Ⅳ)先从光卤石中提取MgCl2，再电解MgCl2，MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑，属于④。综上所述，选项B不正确。12．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得淡水[答案]A[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，电解是使水分解的化学变化。二、非选择题(共52分)13．(12分)从海水中提取溴的工业流程如下：(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是________________________。(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的________________。A．氧化性 B．还原性C．挥发性 D．腐蚀性(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：eq\x()Br2＋eq\x()COeq\o\al(2－,3)=eq\x()BrOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Br－＋eq\x()CO2↑(4)上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：________________________________。(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是________。A．乙醇 B．四氯化碳C．烧碱溶液 D．苯(6)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。①电解时，阳极反应式为________________。②若采用无隔膜的电解槽，将得到H2和____________。[答案](1)富集(或浓缩)溴元素(2)C(3)33153(4)SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4(5)BD(6)①2Cl－－2e－=Cl2↑②NaClO14．(14分)把海水过滤除杂，在提取了氯化钠、溴、镁等化学物质后，剩余的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：回答下列问题：(1)乙、丁中溶质的化学式为________、________；(2)第④步骤操作中用稀H2SO4浸洗的目的是__________；(3)第⑦步骤操作可提取纯I2的两种方法是__________和________(不要求写出具体步骤)；(4)检验得到I2的方法是_____________________________。[答案](1)FeI2FeCl3(2)用稀H2SO4除去银中过量铁屑(3)升华萃取(4)取少量产物加入淀粉溶液，若变蓝，说明得到了单质碘，若不变蓝，则没有得到单质碘[解析]根据框图可知向含I－的卤水中加入AgNO3溶液，则甲为AgI，加入适量铁屑，置换出AgI中的银，则乙为FeI2，单质银中过量铁屑可用稀H2SO4除去；FeI2中通入过量Cl2得到I2和FeCl3，则丁为FeCl3；利用碘单质的特征，可以用升华或萃取的方法提取碘；一般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。15．(14分)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15Lmol·L－1盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)①中引发铝热反应的实验操作是___________________，产物中的单质B是________________________________。(2)②中所发生的各反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的体积仍视为0.15L，则溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。[答案](1)加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃Fe(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2OMgO＋2HCl=MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(4)mol·L－1mol·L－1[解析]由铝热反应在中学化学中的应用，推知①中发生的反应为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，可知B为铁；由③中放出1.12L(标况)气体，推知②中盐酸过量，②中发生的反应为：MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O。溶液C中的溶质为MgCl2、FeCl3和HCl，③中发生的反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，Fe＋2FeCl3=3FeCl2，溶液D中的溶质为MgCl2、FeCl2；等物质的量混合的MgO和Fe2O3混合物20g，其中n(MgO)＝n(Fe2O3)＝mol，c(Mg2＋)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1，由于整个反应中Cl－守恒，Cl－以MgCl2和FeCl2的形式存在，故n(Fe2＋)＝eq\fL×mol/L－2×mol,2)＝mol，所以c(Fe2＋)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1。16．(12分)(2023·巢湖一中高三联考)海水是取之不尽的化工原料资源，可以从海水中提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：海水eq\o(→,\s\up7(结晶),\s\do5(过滤))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粗盐\o(→,\s\up7(精制))NaCl饱和溶液\o(→,\s\up7(电解))烧碱,滤液\o(→,\s\up7(石灰水))MgOH2\o(→,\s\up7(加盐酸),\s\do5(浓缩结晶))MgCl2·6H2O,\o(→,\s\up7(脱水))MgCl2\o(→,\s\up7(电解))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg,Cl2))))试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质，精制时所用试剂为：A.盐酸；溶液；溶液；溶液。加入试剂