新教材高中化学人教版课堂作业第8章第1节第1课时金属矿物的开发利用海水资源的开发利用

第八章第一节第1课时请同学们认真完成练案[20]基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪种气体氛围中冷却(A)A．H2 B．CO2C．O2 D．空气解析：只有H2与金属镁不反应，故选A。2．海水综合利用的工艺流程如图所示(粗盐中的可溶性杂质有MgCl2、CaCl2、Na2SO4)。下列说法错误的是(A)A．过程①加入的药品顺序为Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸B．从过程③到过程⑤的目的是为了浓缩富集溴C．火力发电厂燃煤排放的含SO2的烟气经处理后可用在过程④反应中D．在过程③或⑤反应中每氧化0.2molBr-需消耗标准状况下2.24解析：过程①的提纯中需除去镁离子、钙离子、硫酸根离子，碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，故A错误；溴离子被氧化为溴单质后，被二氧化硫吸收生成溴离子，加入氧化剂氧化溴离子为溴单质，富集溴元素，从过程③到过程⑤的目的是浓缩富集溴，故B正确；火力发电厂燃煤排放的含SO2的烟气经处理后可以吸收氧化得到的溴单质，发生氧化还原反应得到HBr，通入氧化剂得到单质溴，起到富集溴元素作用，故C正确；过程③或⑤发生反应的离子方程式为2Br-＋Cl2Br2＋2Cl-，每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,0.1molCl2在标准状况下的体积为2.3．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是(D)A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。4．海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是(D)①试剂M是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A．①②③④⑤ B．②③C．④⑤ D．①④⑤解析：电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶，过滤，因此③是错误的。二、非选择题5．海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：①取3g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，②将海带灰转移到小烧杯中加蒸馏水，搅拌，煮沸2～3min，使可溶物质溶解，过滤；③向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1mL过氧化氢溶液，观察现象；④取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；⑤向③剩余的滤液中加入1mL四氯化碳，振荡静置，观察现象；⑥向加有四氯化碳的溶液中加入氢氧化钠溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。请回答下列问题：(1)海带中碘元素是__碘离子__(填“碘离子”“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤①中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，原因是__防止碘元素的损失__。(2)可说明海带中含有碘的现象有__步骤④中加入淀粉溶液后变蓝，步骤⑤中下层液体呈紫红色__。(3)操作⑤叫做__萃取__，操作⑥的目的是__回收四氯化碳__。解析：海带中碘元素以碘离子的形式存在，且易溶于水，为防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步骤④中加入淀粉溶液后变蓝；步骤⑤中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作⑤是萃取碘水中的碘，操作⑥是为了回收四氯化碳。6．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，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：(1)步骤①加Fe的目的是__将Fe3＋还原为Fe2＋__；步骤②冷却的目的是__析出绿矾(FeSO4·7H2O)__。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__绿矾(FeSO4·7H2O)__；考虑成本和废物综合利用因素，水浸后废液中应加入__生石灰(或碳酸钙、废碱)__处理。(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为eq\x(TiO2)→eq\x(TiCl4)eq\o(——→,\s\up7(Mg),\s\do5(800℃，Ar))eq\x(Ti)反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是__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的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2OH2TiO3↓＋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。7．海洋约占地球表面积的71%，具有十分丰富的资源。海洋资源包括：①海洋生物资源(图1)；②海底矿产资源(包括石油天然气等，图2)；③海洋能源，包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。它们是“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成环境污染(图3)。(1)海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很高。试分析其原因。__由于金、铀等微量元素在海水中的含量很低，从海水中富集含微量元素的化合物需要很高的成本。__(2)潮汐能是一种应用前景广阔的绿色能源，试分析开发利用潮汐能的途径有哪些？__人们通常把潮汐和潮流中所包含的机械能统称为潮汐能。潮汐能的利用一般分两种形式：一是利用潮汐的动能，直接利用潮流前进的力量来推动水车、水泵或水轮发电机；二是利用潮汐的位能，在电站上下游有落差时引水发电。__能力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下(B)A．活泼 B．稳定C．易氧化 D．易还原解析：金的性质稳定，在强烈条件下也不反应。2．除去Cu粉中的Al粉，下列方法不可取的是(BC)A．加入稀H2SO4，过滤 B．加入NaCl溶液，过滤C．加入Cu(OH)2溶液，过滤 D．加入CuSO4溶液，过滤解析：A、D项均可溶解Al使其进入溶液，从而与Cu分离，故选BC项。3．铝的活泼性较强，直到十八世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用铝制作的，现在还保存在大英博物馆中，下列冶炼铝的方法正确的是(A)A．Al2O3(熔融)eq\o(——→,\s\up7(电解))Al B．Al2O3eq\o(——→,\s\up7(盐酸))AlCl3(熔融)eq\o(——→,\s\up7(电解))AlC．Al(OH)3eq\o(——→,\s\up7(H2),\s\do5(高温))Al D．Al2O3eq\o(——→,\s\up7(C或CO),\s\do5(高温))Al解析：H2、CO、C等皆不能将Al2O3或Al(OH)3还原为Al，C、D不正确。AlCl3是共价化合物，熔融后不导电，B不正确。4．以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2S＋O2eq\o(═══,\s\up7(高温))2Cu＋SO2。下列说法不正确的是(AC)A．化合价发生变化的元素有2种B．Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂C．1molO2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4molD．SO2被分离、回收后氧化生成SO3，作为制取硫酸的原料解析：分析反应中化合价的变化：eq\o(Cu2,\s\up6(＋1))eq\o(S,\s\up6(-2))＋eq\o(O2,\s\up6(0))eq\o(═══,\s\up7(高温))2eq\o(Cu,\s\up6(0))＋eq\o(S,\s\up6(＋4))eq\o(O2,\s\up6(-2))，反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变；Cu2S中Cu元素化合价降低，S元素化合价升高，因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂；根据S元素化合价的改变可知，当1molO2参加反应时，共转移电子6mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。5．某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案。你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(D)A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成B．取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无色，证明不含碘元素C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素解析：海带的灰烬中含有的碘元素，是以I-形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确；D中发生了氧化还原反应：H2O2＋2I-＋2H＋I2＋2H2O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。二、非选择题6．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：__Fe2O3＋3COeq\o(═══,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2__。(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：__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__。(3)装置末端气球的作用为__收集未反应的CO，防止污染空气__。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO并说明原因__先停止加热，防止生成的铁再次被氧化__。解析：检验是否生成单质铁，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，得到的铁还是赤热的，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。7．工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？__不能__(填“能”或“不能”)，原因是__若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯__。(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是__四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重__。(3)写出②③④反应的离子方程式。__②Cl2＋2Br-Br2＋2Cl-③Ca2＋＋SOeq\o\al(2－,4)CaSO4↓④Mg2＋＋2OH-Mg(OH)2↓__。解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。(2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。8．在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案。甲：①CuO溶于适量稀硫酸中；②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。乙：①铁与稀硫酸反应得氢气；②用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系__B__(填字母)。A．相同 B．甲多C．乙多 D．以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制的铜的纯度