8.1自然资源的开发利用（分层练习）

第八章化学与可持续发展第1节自然资源的开发利用（分层练习）1．于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，蓄藏阳和意最深，爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉……”，下列有关说法中错误的是A．煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物C．煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气D．煤经过气化和液化可转化为清洁燃料【答案】A【解析】A．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，是化学变化；煤的液化是把煤和氢气作用生成液态燃料或将煤先转化为CO和氢气，然后在催化剂作用下合成甲醇等，是化学变化，故A错误；B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，故B正确；C．煤中含有硫元素，燃烧煤时会产生二氧化硫，煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，故C正确；D．煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程，煤的液化是把煤和氢气作用生成液态燃料或将煤先转化为CO和氢气，然后在催化剂作用下合成甲醇等，煤经过气化和液化可转化为清洁燃料，故D正确；故选A。2．下列说法正确的是A．常温下，可用浓盐酸与二氧化锰混合制取氯气B．铝制餐具可用来蒸煮碱性食物C．在空气中易被氧化成红褐色的D．青铜是我国使用最早的合金材料，也是目前世界上使用量最大的合金【答案】C【解析】A．浓盐酸与二氧化锰混合加热反应制取氯气，A错误；B．铝能和碱性物质反应，铝制餐具不可用来蒸煮碱性食物，B错误；C．二价铁具有还原性，Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化成红褐色的Fe(OH)3，C正确；D．青铜是我国使用最早的合金材料，而目前世界上使用量最大的合金是铁合金，D错误；故选C。3．化学与人类的生产、生活息息相关，下列说法正确的是A．重金属盐能使蛋白质变性，误吞“钡餐”会引起中毒B．医疗上用100%的乙醇作消毒剂C．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”D．石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯等重要的基本化工原料【答案】D【解析】A．重金属盐能使蛋白质变性，胃酸成分是盐酸，“钡餐”不溶于盐酸，因此误吞“钡餐”并不会引起中毒，A项错误；B．医疗上用75%的乙醇作消毒剂，B项错误；C．高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料，二氧化硅晶体广泛用于制作光导纤维，光导纤维中的二氧化硅与强碱能反应，所以遇强碱会“断路”，C项错误；D．石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯等重要的基本化工原料，D项正确；答案选D。4．海水是巨大的资源宝库。如图表示以海水为基本原料的相关工业，其中不符合实际情况的是【答案】D【解析】海水中Cl、Na、K、Mg、Ca、Br、B等元素的含量很高。通过富集可以制取镁、食盐、单质溴等。海水中铁的含量很低，工业生产不以海水为原料制备钢铁。5．下列过程属于物理变化的是A．裂解 B．煤的气化 C．减压蒸馏 D．蛋白质变性【答案】C【解析】A项，裂解是将长链烃断裂成短链烃的过程，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；B项，煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽、空气或氧气等)发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃性气体和CO2、N2等非可燃性气体的过程，属于化学变化，不符合题意；C项，减压蒸馏是在低于大气压力下进行的蒸馏操作，属于物理变化，符合题意；D项，蛋白质变性是指在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来，这种凝结是不可逆的，属于化学变化，不符合题意。6．海洋中部分化学资源的利用，如图所示，下列说法正确的是A．步骤①、②利用了Cl2的氧化性，热空气吹出是利用了溴不易溶于水的性质B．工业上，X常用SO2气体作吸收剂，Y常选用苛性钠作沉淀剂C．工业上常用电解MgCl2溶液冶炼金属镁D．“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO【答案】D【解析】A．步骤①、②都是将溴离子氧化为溴单质，利用了Cl2的氧化性，热空气吹出利用了溴的挥发性，而溴是可以溶于水的，故A错误；B．二氧化硫具有强还原性，物质X用于将溴转化为溴离子，故X常选用SO2，Y用于将镁离子沉淀为氢氧化镁，常选用生石灰，选用苛性钠的经济效益低，故B错误；C．工业上常用电解熔融氯化镁制取Mg，故C错误；D．由图知，“氯化”过程中MgO、C和Cl2反应生成MgCl2和可燃性气体CO，发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO，D正确；故答案选D。7．下列有关金属及其合金的说法正确的是A．在化学反应中，金属失电子，被还原B．所有金属的颜色都是银白色的C．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加D．合金与各组分金属相比一般具有更低的熔点【答案】D【解析】A．在化学反应中，金属失电子，被氧化，故A错误；B．多数的金属都是银白色的固体，但有些金属不是银白色固体，如铜为红色，故B错误；C．生铁含碳量最高，普通钢次之，不锈钢最少。题目说法与事实相反，故C错误；D．合金的熔点比组分金属低，故D正确；综上所述，答案为D。8．空气吹出法是海水提溴的常用方法，其工艺流程如图所示，下列说法错误的是A．热空气吹出Br2，利用了溴的挥发性B．通Cl2发生的主要反应均为Cl2+2Br=2Cl—+Br2C．该流程体现出氧化性强弱：Cl2＞SO2＞Br2D．溴水混合物1到溴水混合物2的目的是富集溴元素【答案】C【解析】A．液溴具有挥发性，则热空气吹出溴蒸气是利用了溴的挥发性，故A正确；B．由分析可知，通入氯气发生的反应为氯气与溴离子反应生成氯离子和溴，反应的离子方程式为Cl2+2Br=2Cl—+Br2，故B正确；C．由溴与二氧化硫吸收液反应生成硫酸和氢溴酸可知，氧化剂溴的氧化性强于还原剂二氧化硫，故C错误；D．由分析可知，混合物2中溴水的浓度高于混合物1，说明溴水混合物1到溴水混合物2的目的是富集溴元素，故D正确；故选C。9．煤、石油是宝贵的自然资源。下列说法正确的是A．煤中只含有碳元素 B．煤的干馏是物理变化C．汽油属于纯净物 D．石油分馏可以获得汽油【答案】D【解析】A．煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物，A错误；B．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，有新物质生成，属于化学变化，B错误；C．汽油中含有多种成分，属于混合物，C错误；D．石油分馏可以获得汽油，D正确；故选D。10．下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是选项方法冶炼原理A湿法炼铜CuSO4+2K＝Cu+K2SO4B热分解法炼铜Cu2S+O2＝2Cu+SO2C电解法炼铝2Al2O34Al+3O2↑D热还原法冶炼钡BaO+H2Ba+H2O【答案】C【解析】在水溶液中K会迅速和水反应，不能置换出硫酸铜溶液中的铜，湿法炼铜是用铁做还原剂，把硫酸铜溶液中的铜置换出来，故A不选；用Cu2S煅烧冶炼铜是火法炼铜，故B不选；电解熔融的氧化铝可以冶炼金属铝，故C选；钡是非常活泼的金属，不能用氢气从氧化钡中把钡置换出来，故D不选。11．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳【答案】D【解析】A项，通常用CO还原法炼制铁，错误；B项，是因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。12．除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如下：下列有关说法中，不正确的是A．试剂①②③依次加入过量的Na2CO4、NaOH、BaCl2溶液B．溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解：引流C．除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32=CaCO3↓D．向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠【答案】A【解析】A．碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，则试剂①、②、③分别是NaOH、BaCl2、Na2CO3，或BaCl2、NaOH、Na2CO3，故A错误；B．溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用是：搅拌，加速溶解；引流，故B正确；C．加Na2CO3除去CaCl2，则除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32=CaCO3↓，故C正确；D．加入的除杂试剂都是过量的，向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，故D正确；故选A。13．下列有关金属的工业制法中，不正确的是A．制钠：以海水为原料制得NaCl，再电解熔融NaCl得钠B．制铁：以焦炭和铁矿石为原料，用CO还原铁矿石得铁C．制铬：以三氧化二铬在高温下与铝反应可以制得铬D．制镁：以海水为原料，经一系列过程制得氯化镁，用H2还原MgCl2得镁【答案】D【解析】A．制钠：钠是活泼性很强的金属，常以海水为原料制得NaCl，再电解熔融NaCl得钠，故A正确；B．制铁：铁是活泼性金属，用热还原法得到，常以焦炭和铁矿石为原料，用CO还原铁矿石得铁，故B正确；C．制铬：铬是熔沸点高的金属，用铝热反应得到，常以三氧化二铬在高温下与铝反应可以制得铬，故C正确；D．制镁：镁是活泼性很强的金属，以海水为原料，经一系列过程制得氯化镁，用电解熔融MgCl2得镁，故D错误。综上所述，答案为D。14．NaI和NaIO3在一定条件下能反应生成I2I2在①中是还原产物，在②中是氧化产物I2时转移的电子数相等氧化性：MnO2＞IO3－＞I2＞SO42－＞Mn2+【答案】A【解析】选项A中，NaI中碘元素化合价是1，而NaIO3中的碘元素化合价是+5，I2中碘元素化合价是0，故NaI与NaIO3在一定条件下可以发生氧化还原反应生成I2；I2在反应①中是氧化产物，在反应②中是还原产物，故B项不正确；反应①中若生成1molI2需转移电子2mol，反应②中若生成1molI2需转移电子10mol，所以两者在生成等量I2时转移电子数不相等，故C项不正确；由反应①可知，氧化性不能表达为I2＞Mn2+，若是这样，I2就可以将Mn2+氧化为MnO2，所以选项D项不正确。15．下列叙述不正确的是A．步骤①灼烧使用到的仪器有蒸发皿B．步骤③的分离操作为过滤C．步骤④中理论上每产生1molI2，需要1molMnO2被还原D．步骤⑤中加入萃取剂后现象是溶液分层，下层为四氯化碳层呈紫色【答案】A【解析】A．步骤①灼烧使用到的仪器有坩埚而不是蒸发皿，A错误；B．步骤③的分离固液的操作，为过滤，B正确；C．步骤④中碘元素化合价由1变为0，锰元素化合价由+4变为+2，根据电子守恒可知，理论上每产生1molI2，需要1molMnO2被还原，C正确；D．四氯化碳密度大于水，步骤⑤中加入萃取剂后现象是溶液分层，下层为四氯化碳层呈紫色，D正确；故选A。16．从煤焦油中可分离出苯、甲苯等芳香烃。关于煤焦油的下列说法错误的是A．属于混合物 B．由煤分馏得到C．难溶于水 D．利用沸点差异分离出苯、甲苯【答案】B【解析】A．从煤焦油中可分离出苯、甲苯等芳香烃，说明煤焦油由多种物质组成，属于混合物，故A正确；B．煤焦油由煤干馏得到，故B错误；C．煤焦油中含有苯、甲苯等芳香烃，难溶于水，故C正确；D．苯和甲苯互溶，且沸点不同，可利用沸点差异分离出苯、甲苯，故D正确；故答案选B。17．下列获得金属的方法中不涉及化学变化的是A．《梦溪笔谈》“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”B．《杂曲歌辞·浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”C．《天工开物》“凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……”D．《天工开物》“炉甘石（碳酸锌）十斤，……然后逐层用煤炭……，发火缎红，……冷淀，即倭铅（锌）也”【答案】B【解析】选B。“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及反应：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，A不合题意；“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，是利用金子的密度比沙子大，将金子分离出来，B符合题意；“凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……”，是指用煤炭燃烧产生的热量，将生铁熔化，发生了C与O2的化学反应及CO还原铁的氧化物的反应，C不合题意；“炉甘石（碳酸锌）十斤，……然后逐层用煤炭……，发火缎红，……冷淀，即倭铅（锌）也”，涉及ZnCO3的分解及CO还原ZnO的反应，D不合题意。18．钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。（1）写出在高温下发生反应①的化学方程________________________。（2）生产中用足量的浓氨水吸收反应①的尾气合成肥料，写出该反应的离子方程式：______________________________。（3）如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有______________________________。（4）某同学利用下图所示装置来制备氢气，利用氢气还原三氧化钼，根据要求回答问题：①请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物，其装置连接顺序是______________________________。②在烧瓶A中加入少量硫酸铜的目的是_____。③两次使用D装置，其中所盛的药品依次是_____、_____。【答案】（1）2MoS2+7O22MoO3+4SO2（2）SO2+2NH3·H2O＝2NH4++SO32－+H2O（3）烧杯、漏斗、玻璃棒（4）①ACBDD②可形成原电池，加快生成氢气的速率③无水硫酸铜；碱石灰【解析】（1）据流程图找出反应①的反应物、生成物，并用化合价升降法配平，得2MoS2+7O22MoO3+4SO2；（2）足量的浓氨水吸收SO2生成正盐，离子方程式为SO2+2NH3·H2O＝2NH4++SO32－+H2O；（3）步骤②得固体和溶液，操作1为过滤。步骤③复分解反应能进行，则钼酸难溶于水，操作2为过滤。需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）①制备H2并还原MoO3可证明其还原性，用无水硫酸铜检验氧化产物水，必须对氢气干燥，并防止空气中水汽干扰。故装置连接顺序是ACBDD；②在烧瓶A中加入少量硫酸铜，锌置换出铜，从而形成原电池，加快生成氢气的速率；③第一次使用D装置，所盛药品为无水硫酸铜，用于检验氧化产物水。第二次使用D装置，所盛药品为碱石灰等，防止空气中的水汽使无水硫酸铜变蓝。19．海洋是巨大的化学资源宝库。以下是从海带中获取粗碘操作流程图，请回答下列问题：（1）灼烧海带得到海带灰，经过浸取后得到海带提取液。下图所示装置可用于灼烧海带的是__________（填标号）。A．B．C．D．（2）反应①中的氧化剂是________（填化学式）。（3）上述流程，进行操作I时加入的有机试剂为_______（填“苯”或“四氯化碳”）。（4）操作II的名称为____________。（5）反应②所得下层溶液，碘元素主要以I－和IO3－存在，写出反应③得到I2的离子方程式_____________________________。（6）为测定某含碘液废中I2的含量，取amL废液，调节溶液pH后，加入Na2S2O3溶液，恰好完全反应时消耗cmol/LNa2S2O3溶液bmL（已知I2+2S2O32－2I－+S4O62－），则废液中I2的含量为__________mg/mL。【答案】（1）B（2）H2O2（3）苯（4）过滤（5）5I－+IO3－+6H+3I2+3H2O（6）【解析】（1）可用于灼烧海带的是坩埚，装置A为溶解操作、B为灼烧固体、C为蒸发结晶、D为加热液体；（2）反应①中发生的离子方程式：H2O2+2I－+2H+I2+2H2O，其中H2O2中氧元素化合价从－1降至－2，则氧化剂是H2O2；（3）根据反应②后的有机层在上层溶液，说明萃取剂的密度比水小，而苯属于烃，密度比水小；（4）从悬浊液得到固体粗碘，操作II为过滤；（5）反应③中I－和IO3－发生归中反应得到I2，离子方程式为：5I－+IO3－+6H+3I2+3H2O；（6）由I2+2S2O32－2I－+S4O62－，则n（I2）＝n（Na2S2O3）＝×cmol·L－1×b×10－3L＝×10－3mol，则I2的质量为m（I2）＝×10－3mol×254g/mol＝127bc×10－3g＝127bcmg，amL废液中I2的含量为mg/mL。20．海水中含有多种盐类，除可获得NaCl、MgCl2外，也是自然界提取卤素的重要来源。（1）由于溴离子在海水中浓度很低（0.067g/L），要进行溴元素的浓缩、富集。实验室若要直接浓缩海水时，下面的仪器肯定不需要的是（填编号）________：A．玻璃棒B．三脚架C．酒精灯D．蒸发皿E．坩埚F．坩埚钳（2）工业上把海水先进行氧化，再吸收溴，达到富集溴的目的。吸收工艺常用的方法是用热空气吹出Br2，用SO2做还原剂吸收Br2，其反应离子方程式为：______________________________另一种方法是用纯碱浓溶液代替SO2吸收溴，请完成下列方程式的配平（已知：酸性条件下该反应逆向进行）____Na2CO3+____Br2＝____NaBr+____NaBrO3+____（3）现有一份吸收了溴的无色溶液（采用上述不同方法，且吸收剂和溴恰好完全反应），请你通过实验探究该溶液究竟是采用那种方法吸收溴的。①提出合理假设假设1：采用纯碱吸收法，吸收液中含大量Na+、Br－、BrO3－。假设2：________________________________________。②设计方案、进行实验，验证假设：请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂和仪器：10mL量筒、小烧杯、试管、胶头滴管；无水乙醇、苯、0.10mol/LAgNO3、0.10mol/LBaCl2、2mol/LHCl实验步骤预期现象和结论步骤1：用量筒取样品溶液2mL于A、B试管中，往试管A中加入______________________________________________________________________________若____________________________________________________________________________________________，则假设1一定成立步骤2：往试管B中加入___________________________________________________________