2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第八章第一节 自然资源的开发利用 作业

第一节自然资源的开发利用一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）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。下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C．金属的化合价高低 D．金属的活泼性强弱2．海水资源系指海水及海水中存在的可以被人类利用的物质。海水利用包括海水淡化、海水直接利用和海水中化学资源的提取。下列有关海洋的工业生产的叙述不正确的是() A．用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴B．在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂C．利用“海水→氯化钠→金属钠→氢氧化钠”的工艺流程生产烧碱D．利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁3．下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3与冰晶石(Na3AlF6)混合物制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu5．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()冶炼原理方法A2HgO2Hg＋O2↑热分解法B2Al2O3(熔融)电解4Al＋3O2↑电解法CCu2S＋O22Cu＋SO2热分解法DFe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3热还原法6．下列说法不正确的是()A．煤的干馏为化学变化B．煤的气化和液化是物理变化，是三态间的变化C．以煤为主要原料,可以合成甲醇D．煤干馏得到的焦炉气可以与溴水反应而褪色7．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C+O2CO2，下面关于该过程的说法不正确的是()A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高D．上述两个反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料8．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘主要富集在海带中，我国海带产量居世界第一位，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下图所示：干海带海带灰水溶液AB→碘单质，则下列有关叙述正确的是()A．碘元素在海水中也有游离态存在B．在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C．操作是结晶或重结晶D．操作是提纯，常用蒸馏或分馏9．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．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2.24LCl210．海水提镁的主要流程如下:下列说法正确的是()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．①②③④⑤B．②③C．④⑤D．①④⑤二、填空题（本题包括5个小题，共60分）11．（8分）某市家用燃料的更新经历了如图几个过程:历史悠久的燃料—煤使用方便的燃料—液化石油气或管道煤气清洁的燃料—天然气请回答下列问题:(1)为了使煤充分燃烧，可采取的措施是____________________________。(2)煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下生成两种常见的可燃性气体,这两种气体是_____________________。(3)液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8),丙烷完全燃烧的化学方程式是___________________。(4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是________________________________(答一条即可)。12．(12分)用如图所示的装置进行实验，回答下列问题：(1)写出该反应的化学方程式：_____________________________，在该反应中________是氧化剂，________是还原剂，该反应称为________反应。(2)选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上)：________。①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：；蒸发皿盛沙：；镁条、氯酸钾。13．（14分）工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图。某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去)。(1)实验开始时，A装置中不通热空气，先通入a气体的目的是(用离子方程式表示)。(2)A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通热空气，通入热空气的目的是。(3)反应过程中，B装置中Br2与SO2反应的化学方程式：_________________________。(4)C装置的作用是______________________________________________________。(5)该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气，充分反应得到混合液。①一位同学根据溴的沸点是59℃，提出采用________②另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，这种方法是_______。(6)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是：取出少量溶液，先加入过量新制氯水，再加入KI淀粉溶液，观察溶液是否变蓝色。该方案是否合理并简述理由：________________________________________________。14．(10分)海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下图所示实验：请回答下列问题：(1)实验时灼烧海带应在________(填仪器名称)内进行。(2)步骤④中反应的离子方程式是。(3)步骤⑤中应选用的一种溶剂X可以是________(填试剂名称)。(4)上述流程中的实验操作包括下图中的________(按操作顺序选填代号)。(5)请设计一个简单的实验方案，检验提取碘后的溶液中是否还含有单质碘：____________________________________________。15．(16分)海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料。下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图。试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后可得NaCl饱和溶液，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性。请写出下列操作中发生的化学反应的离子方程式：①粗盐溶液中加入过量的Na2CO3溶液：。②滤液中加入盐酸至溶液呈中性：。(2)写出对精制饱和食盐水进行电解的化学方程式：。(3)母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，从以上流程可以看出，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。①从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________；石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，生产生石灰的主要原料是________；若加入石灰乳后所制取的产品中还混杂着熟石灰，那么将熟石灰从该产品中除去的方法是________________。②电解无水氯化镁的化学方程式是。③电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是______(填字母序号)。A．H2B．CO2C．O2(4)在该化工厂中，海水提取氯化钠后的母液经过提取氯化镁后又形成了新的母液，向新的母液中加入一种常见的气态氧化剂，又抽取了重要的化工原料溴单质。①生成溴单质的化学反应的离子方程式是______________；生产中将溴单质从化合物中分离出来的方法是________，这种方法的成功应用是基于溴单质具有________性。②以下是对生产溴单质所用的气态氧化剂寻找供货源的设想，其中合理的是________(填字母序号)。A．从外地购买 B．在当地新建生产厂C．从本厂生产烧碱处循环 D．从本厂生产镁单质处循环③从多种经营、综合开发、打造大而强的现代企业以及本厂生产所需要的原料等方面来看，你认为该化工厂还可以再增加的生产项目是。参考答案1．解析选D从题给的图示，可以归纳出金属活泼性越弱的金属(如铜)，越早被开发利用。2.解析选C。用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴,A正确;在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂,B正确;工业上通过电解饱和食盐水来生产烧碱,C错误;利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁,D正确。3.解析：选BA项，灼烧碎海带应在坩埚中进行，不能用烧杯，装置甲不能达到实验目的；B项，用装置乙过滤海带灰浸泡液能达到实验目的；C项，用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热，装置丙不能达到实验目的；D项，吸收Cl2应用NaOH溶液，装置丁不能达到实验目的。4.解析：选BA项，Mg的还原性强于H2的还原性，H2不能还原MgO；C项，制取钠应电解熔融NaCl；D项，发生的反应为4CuO=2Cu2O＋O2↑，得不到单质Cu。5．解析：选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等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。6.解析选B。煤的气化是把煤中的有机物转化成可燃性气体,主要原理是其中的碳元素与H2O(g)反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程,如将煤与氢气在一定条件下作用生成液体燃料,也发生了化学变化,故煤的气化和液化不仅是状态上发生了变化,而且发生了化学变化;煤干馏得到的焦炉气主要成分为氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳,因含有乙烯故能使溴水褪色。7.解析选B。虽然在煤的气化过程中,会有一部分煤的潜在能量受到损失,但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高,且较清洁,故从总体来看煤气化或液化后使用是较合理的,B项错误,A、C项正确;因反应C+O2CO2中的氧气用空气代替,故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,D项正确。8．解析选B。碘在海水中只以化合态(I－)存在，没有游离态，A项错误。操作A是萃取，操作B是分液，然后才是利用蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D都是错误的。9.【解析】选A。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2.24L,故D正确。10.【解析】选D。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。11.答案:(1)通入足量的空气或将煤粉碎(2)CO和H2(3)C3H8+5O23CO2+4H2O(4)减少了粉尘污染(答案合理即可)【解析】(1)为了使煤充分燃烧,可以通入足量的空气或增大固体表面积(即将煤粉碎)。(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),即碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2。(3)丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水:C3H8+5O23CO2+4H2O。(4)天然气燃烧生成二氧化碳和水,无粉尘污染。12．(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2FeFe2O3Al铝热(2)①②③④(3)使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿反应产生高温，引发铝热反应解析：(1)铝热反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。(2)①②③④全为该铝热反应的现象。(3)铝热反应实验中：①为使熔融物易落下，通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；③反应中镁条产生高温，引起氯酸钾分解；氯酸钾引发铝热反应。13.答案：(1)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2(2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出(3)SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr(4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体，防止污染空气(5)①蒸馏②萃取分液(6)不合理，氯水可能过量，氧化碘离子生成单质碘解析：(1)欲使溴离子变成溴单质，则通入的a气体能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子方程式为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(2)溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2。(3)溴有强氧化性，能和二氧化硫在水中发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。(4)氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以C装置是尾气处理装置，即C的作用是吸收未反应的Cl2、Br2和SO2。(5)①根据溴的沸点是59℃，采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质，②(6)加入过量新制氯水，再加入KI淀粉溶液，观察溶液是否变蓝色的方法不合理，因过量的氯水也能氧化碘离子生成单质碘。14.答案(1