《8.1第一节 自然资源的开发利用》同步练习及答案解析

第八章化学与可持续发展《第一节自然资源的开发利用》同步练习第1课时金属矿物的开发利用夯实基础·轻松达标1.下列金属中,通常采用热还原法冶炼的是()A.Na B.AlC.FeD.Ag答案C解析Na、Al很活泼,应用电解法冶炼;Ag为不活泼金属,可以用热分解法冶炼。2.下列说法错误的是()A.对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等答案C解析活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的,电解其盐溶液得不到金属单质,C错误。3.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A.加热Al2O3B.加热HgOC.电解熔融NaClD.铝粉和Fe2O3共热答案A解析A项中Al2O3熔点高,难以分解;B项中汞可由加热HgO制取;C项中金属钠是活泼金属,用电解法制取;D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂,Al可将Fe2O3中的铁元素还原成单质。4.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.金属的化合价高低B.金属的活动性强弱C.金属的导电性强弱D.金属在地壳中的含量多少答案B解析金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。5.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2或CO)法;③活泼金属置换法;④电解法。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)用① B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④答案B解析对于(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)发生的反应分别是(Ⅰ):Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O、C+2CuO2Cu+CO2↑,符合①;(Ⅱ):Fe+CuSO4FeSO4+Cu,符合③;(Ⅲ):Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3,符合③;(Ⅳ):先从光卤石中提取MgCl2,再电解熔融的MgCl2:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,符合④。6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+Cu2++Cu↓。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下。加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象有红色固体剩余,溶液变为蓝色产生无色气体产生无色气体,溶液变为蓝色产生红棕色气体,溶液变为绿色由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物()A.是CuB.是Cu2OC.一定有Cu,一定有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu答案D解析浓硫酸(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O;而稀硫酸与Cu不反应,与Cu2O反应。7.如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:(1)该实验装置中还缺。引发铝热反应的操作为。(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应发生(填“能”或“不能”),理由是。(3)铝热反应的用途有哪些?。答案(1)镁条和氯酸钾在混合物中间插一根长度约10厘米的镁条,上端弯曲,将氯酸钾放在镁条的周围,用燃着的小木条点燃镁条(2)不能镁比铝活泼,铝不能从氧化镁中置换镁(3)用于焊接钢轨、冶炼某些熔点高的金属解析(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。提升能力·跨越等级1.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列能冶炼出金属锂的方法是()A.电解法 B.热还原法C.热分解法 D.铝热法答案A解析可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断,锂的金属性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,用电解法才能得到金属锂。2.下列化工生产原理错误的是()①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝④炼铁时,高炉中所发生的反应都是放热反应,故无需加热A.只有②③ B.只有①③C.①②③ D.②③④答案D解析钠特别活泼,加入氯化镁溶液时,钠先与水反应生成NaOH和H2,Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,②错;冶炼铝使用的是Al2O3,③错;高炉炼铁中所发生的反应是放热反应,但仍需要高温条件,④错。3.用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1mol,消耗铝最少的是()A.MnO2 B.WO3C.Cr2O3 D.Co3O4答案D解析用铝热法还原金属氧化物时,Al作还原剂,金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为金属单质,显然,在氧化物中金属元素化合价越高,其变为单质时需获得的电子就越多,消耗铝也越多;金属氧化物中金属元素的化合价分别为Mn(+4价)、W(+6价)、Cr(+3价)、Co(+83价),故Co3O44.实验室欲使1.6g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积为()A.672mL B.336mLC.大于672mL D.小于336mL答案C解析由3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知,欲使1.6g氧化铁完全还原需消耗CO在标准状况下的体积为672mL,但气体在与固体反应过程中可能有损失,且反应前要先通入一会儿CO赶尽空气,故CO实际用量应大于672mL。5.铜的冶炼大致可分为以下几个步骤:(1)富集,将硫化物矿进行浮选;(2)焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);(3)制粗铜,在1200℃的条件下发生的主要反应为2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;(4)电解精炼。下列说法不正确的是()A.上述焙烧过程中的尾气不可直接排放B.由6molCuFeS2生成6molCu时,在整个过程中共消耗15molO2C.在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,作氧化剂的是Cu2OD.电解精炼属于化学变化答案C解析焙烧过程中产生的尾气中含有有毒的SO2气体,对环境有污染,不能直接排放,A项正确。2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2②2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑③②+③3得:Cu2S+O22Cu+SO2①+④得:2CuFeS2+5O22Cu+4SO2+2FeO⑤所得⑤式表明,2molCuFeS2完全转化为2molCu消耗5molO2,据此可知,由6molCuFeS2生成6molCu时共消耗15molO2,B项正确。在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,作氧化剂的是Cu2O和Cu2S两种物质,C项不正确。6.诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程如下:①2MoS2+7O22MoO3+4SO2②MoO3+2NH3·H2O(NH4)2MoO4+H2O③(NH4)2MoO4+2HClH2MoO4↓+2NH4Cl④H2MoO4MoO3+H2O⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是()A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排放B.MoO3是金属氧化物,也是碱性氧化物C.H2MoO4是一种强酸D.利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2答案D解析A项明显错误,生成物SO2对环境污染严重;B项,根据②中生成物(NH4)2MoO4可知,该化合物属于盐,对应的酸是H2MoO4,故MoO3不属于碱性氧化物,B项错;C项,根据反应③可知H2MoO4是一种不溶性酸,结合强酸制弱酸原理,H2MoO4不可能是强酸;D项,1molH2、1molCO和1molAl作还原剂时,失去的电子数分别为2mol、2mol和3mol,还原等量的MoO3转移电子相同,此时消耗n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2。7.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、强酸反应,红热时,却可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是金红石(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Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为,该反应中的还原剂是。第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式:

;(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤:

。答案TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤、洗涤,即可得到纯净的钛解析(1)Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合,分离时用强酸,因钛不与强酸反应,所以可将上述产物溶于过量的盐酸中,然后过滤、洗涤,即可得到纯净的钛。8.工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下:请回答下列问题:(1)沉淀C的化学式为,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作。(2)电解熔融的氧化铝时,标准状况下若得到22.4LO2,则同时生成g铝。(3)操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是(填操作名称),实验室要洗涤Al(OH)3沉淀应该在装置中进行,洗涤方法是。(4)生产过程中,除NaOH、H2O可以循环利用外,还可以循环利用的物质有(填化学式),用此法制取铝的副产品是(填化学式)。(5)写出Na2CO3溶液与CaO反应的离子方程式:。(6)若铝土矿中还含有二氧化硅,此生产过程中得到的氧化铝中将混有杂质(填化学式)。答案(1)Fe2O3颜料(2)36(3)过滤过滤向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作2~3次(4)CaO和CO2Fe2O3和O2(5)CO32-+CaO+H2OCaCO3↓(6)SiO2解析(1)因Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,而Fe2O3不与NaOH溶液反应,因此过滤得到的沉淀C为Fe2O3,Fe2O3可用作颜料。(2)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,n(O2)=22.4L22.4L·mol-1=1mol,则m(Al)=4(3)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的目的均是分离固液混合物,即过滤;洗涤沉淀的方法是向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作2~3次。贴近生活·拓展创新黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是(填元素符号)。(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是(填序号)。A.高空排放B.用于制备硫酸C.用纯碱溶液吸收制Na2SO3D.用浓硫酸吸收(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。根据以上信息回答下列问题:a.除去Al3+的离子方程式是。b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂为。证明炉渣中含有FeO的实验现象为。答案(1)Cu、O(2)BC(3)a.Al3++4OH-AlO2-+2H2b.稀硫酸、KMnO4溶液用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使KMnO4溶液褪色解析(1)分析化学方程式中各元素化合价可知:Cu由+2价→0价,O由0价→-2价,铜元素、氧元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境,不能排入空气中。浓硫酸既不能吸收二氧化硫,也不能消耗二氧化硫。可将二氧化硫“变废为宝”制硫酸,也可以用纯碱溶液吸收SO2制亚硫酸钠。(3)Al3+与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液,而Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,过滤,将Al3+除去,反应的离子方程式为Al3++4OH-AlO2-+2H2O。若要证明炉渣中含有FeO,可先将其溶解,生成可溶性的亚铁盐,亚铁离子具有强还原性,第2课时海水资源的开发利用夯实基础·轻松达标1.下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法,其中原理上完全不可行的是()答案A解析海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A,明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O,加明矾不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化。2.许多国家十分重视海水资源的综合利用,下列不需要发生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解析海水通过蒸发就可以得到食盐和淡水,选项中其他物质必须通过化学反应制得。3.21世纪以来,国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦接连不断,在捍卫主权的同时,人们看重的是海洋这个巨大宝藏,下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是()A.利用海水波浪发电是将动能转化为电能B.从海水中提取溴单质一定伴有化学变化C.从海水中提取Mg时,最终须通过电解熔融态的MgO得到MgD.积极研发海水直接冷却技术,可减少煤炭的使用量,有利于环境保护答案C解析MgO熔点高,一般通过电解熔融态的MgCl2制得Mg。4.海水提镁是镁的重要来源,其步骤是MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg。其中没有发生的反应类型是()A.氧化还原反应B.化合反应C.中和反应D.分解反应答案B解析MgCl2→Mg(OH)2的反应需要加入碱,是复分解反应;Mg(OH)2→MgCl2·6H2O的反应中需要加入酸,是中和反应;MgCl2·6H2O→MgCl2的反应是在加热条件下的分解反应;MgCl2→Mg的反应是通电条件下的分解反应,同时也是氧化还原反应。5.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(物质)是()①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A.①②③④⑤B.只有①②③④C.只有①②③⑤D.只有①②④⑤答案A解析电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2;H2、Cl2可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3;NaHCO3受热分解可得Na2CO3,电解熔融的NaCl可制备金属钠。6.检验海带中碘元素的实验中,发生如下反应:2H++2I-+H2O2I2+2H2O,下列对该反应的叙述中不正确的是()A.I2为氧化产物B.H2O2既作氧化剂又作还原剂C.氧化性强弱顺序为H2O2>I2D.生成1molI2时转移2mol电子答案B解析,该反应中I2为氧化产物,H2O2作氧化剂,氧化性由强到弱的顺序为氧化剂>氧化产物,所以氧化性:H2O2>I2;反应中每生成1molI2,转移2mol电子。7.从海水中可以获得淡水、食盐,也可提取镁和溴等物质。(1)海水淡化的方法主要有(填一种)。(2)从海水中提取镁的流程如图所示:流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是;写出反应②的化学方程式:。(3)从海水中提取溴的主要反应原理是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化。试写出该反应的离子方程式:。答案(1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法等)(2)过滤MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(3)Cl2+2Br-Br2+2Cl-解析(1)海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。(2)从沉淀池中分离出Mg(OH)2沉淀使用过滤方法,反应②的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。(3)Cl2能氧化Br-得到Cl-和Br2:Cl2+2Br-2Cl-+Br2。提升能力·跨越等级1.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,对加压后淡化膜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,故右侧海水中溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分数增大。2.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、712℃,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答案D解析工业生产除需要理论上可行外,还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A项方法使用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项方法中得不到MgCl2;C项方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。3.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收答案C解析工业上沉淀海水中的Mg2+常采用Ca(OH)2,不用NaOH,因为NaOH的价格较高,C错误。4.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是()A.除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段C.③④⑤中溴元素均被氧化D.蒸馏法是技术最成熟也是最具有发展前景的海水淡化方法答案B解析A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A项错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B项正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C项错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。5.海洋资源的利用具有广阔前景。(1)无须经过化学变化就能从海水中获得的物质是(填序号)。A.Cl2 B.淡水C.烧碱 D.食盐(2)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化,该反应的离子方程式是。(3)下图是从海水中提取镁的简单流程。①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是,Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是。②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是。(4)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:①灼烧海带时所用的主要仪器名称是。②向酸化的滤液中加H2O2溶液,写出该反应的离子方程式:。答案(1)BD(2)Cl2+2Br-Br2+2Cl-(3)①石灰乳Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(4)①坩埚②2I-+H2O2+2H+I2+2H2O解析(1)Cl2和烧碱均需要通过电解饱和氯化钠溶液制得,反应过程中有新物质生成,属于化学变化,故A、C项错误;用蒸馏等方法可将海水转化得到淡水,属于物理变化,故B项正确;海水经太阳暴晒,水分蒸发后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故D项正确。(2)氯气具有强氧化性,能和溴离子发生置换反应生成溴,离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。(3)①工业上常用石灰乳沉淀Mg2+,Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。②镁是活泼金属,可通过电解熔融氯化镁冶炼镁,电解反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。(4)①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚。②向酸化的滤液中加入过氧化氢,可将碘离子转化为单质碘,离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O2。6.海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:海藻海藻灰悬浊液含I-的溶液含I2溶液碘的有机溶液晶体碘(1)实验操作③的名称是,所用主要仪器名称为。(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是(填序号)。A.酒精(沸点78℃) B.四氯化碳(沸点77℃)C.甘油(沸点290℃) D.苯(沸点80℃)(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量(填序号)溶液,反应的离子方程式为

。A.KIO3 B.HClOC.KI D.Br2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是

。答案(1)萃取、分液分液漏斗(2)BD(3)CICl+I-I2+Cl-(4)蒸馏法解析从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳,酒精和甘油均溶于水,不能作萃取剂,然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液,再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂,可采用蒸馏法。其中在操作②中,为使少量的ICl中的碘全部游离出来,应加入还原剂,故只有C项符合,发生的化学反应为ICl+KII2+KCl。7.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题:(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,精制时所用试剂为A.盐酸B.BaCl2溶液C.NaOH溶液D.Na2CO3(2)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式:。(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2,其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为。(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2,而不从山中开凿石灰石制取,主要考虑到什么问题?。答案(1)BCDA(或CBDA或BDCA)(2)CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2(3)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(4)经济效益解析化工生产是综合利用化学知识解决实际问题的过程,在此过程中,除运用到我们所学的化学知识外,还要从环境保护、能源利用、经济效益等方面考虑。(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、SO42-时,不能引入新的杂质离子。所以,解此题的关键是把握好加入离子的先后顺序:①Ba2+必须在CO32-之前加入;②C(2)由贝壳→Ca(OH)2的反应流程为CaCO3→CaO→Ca(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2,可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件,不用运输,就地取材,从经济效益角度考虑是有利的。贴近生活·拓展创新某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,查阅资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去):①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。请回答:(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为。(2)步骤②中鼓入热空气的作用为。(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为。(4)此实验中尾气可用(填选项字母)吸收处理。a.水b.浓硫酸c.NaOH溶液d.饱和NaCl溶液(5)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式:。答案(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)使A中生成的Br2随空气流进入B中(3)Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+SO4(4)c(5)5Br-+BrO3-+6H+3Br2+3H2解析(1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出,步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。(3)二氧化硫具有还原性,能被溴氧化,则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+SO42-。(4)氯气、SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收,故c项正确。(5)滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3等,这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应,反应的化学方程式为3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2↑。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5Br-+BrO3-+6H+3Br2+3H第3课时煤、石油和天然气的综合利用夯实基础·轻松达标1.石油和煤都是重要的化石能源,下列有关石油和煤的叙述正确的是()A.都是纯净物B.都含有碳元素C.都是可再生能源D.都有固定的沸点答案B解析煤、石油都属于不可再生能源,都是混合物,都没有固定的沸点,故B项正确。2.绿色能源是指使用过程中不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是()①太阳能②风能③潮汐能④煤⑤天然气⑥石油A.①②③ B.③④C.只有④ D.只有①②答案A解析使用①太阳能、②风能、③潮汐能等不会对环境造成污染,三者均属于绿色能源;④煤、⑤天然气、⑥石油等均是化石燃料,不属于绿色能源。3.下列说法中正确的是()A.禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂,可减少汽车尾气污染B.聚乙烯可发生加成反应C.煤的干馏和石油的分馏均属化学变化D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯答案A解析铅是一种重要的污染物,A项正确;聚乙烯分子不含碳碳双键,不能发生加成反应,B项错误;石油的分馏属于物理变化,C项错误;石油分馏得到的是不同沸点范围的混合物,如汽油、煤油、柴油等,而通过石油裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质,D项错误。4.下列说法不正确的是()A.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠B.煤可与水蒸气反应制成水煤气,水煤气的主要成分为CO和H2C.汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物D.以石油、煤和天然气为原料,可生产塑料、合成橡胶和合成纤维答案C解析植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物,不属于碳氢化合物。5.石油被称为工业的血液,煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是()A.煤的干馏产物主要是各类有机物B.石油的分馏、裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化C.从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等,说明煤中含有苯和甲苯D.石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解答案D解析煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质,其中焦炭居多,故A错误;石油的分馏属于物理变化,石油的裂化、裂解以及煤的干馏都属于化学变化,故B错误;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,通过干馏方能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物,故C错误;石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程,说明烃在加热条件下是可以分解的,且碳链越长越易分解,故D正确。6.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,石油精炼可以获得多种化工原料。请回答:(1)由原油获得汽油,分离的方法是。(2)该汽油中只含7种烃吗?为什么?。(3)丙烯在一定条件下生成聚丙烯,这种高分子的链节为。(4)石油裂化是为了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是。答案(1)蒸馏(或分馏)(2)不是,因为还含有同分异构体(3)(4)裂化汽油中含有烯烃,能与Br2发生加成反应,可以使溴的四氯化碳溶液褪色提升能力·跨越等级1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是()A.地球上最基本的能源是化学能B.太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用C.利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”D.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量,而吸热反应没有利用价值答案C解析A项,地球上最基本的能源是太阳能,故错误;B项,使用太阳能热水器涉及太阳能的利用,不是生物质能的利用,故错误;C项,利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”,故正确;D项,有时需要利用吸热反应吸收热量降低环境温度,吸热反应同样有利用价值,故错误。2.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是()A.上图实验中发生了化学变化B.液体X的pH>7,液体Y是黑色黏稠状的煤焦油C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色D.液体Y是一种纯净物答案D解析煤的干馏产物有NH3,易溶于水而呈碱性,pH>7,同时还生成了煤焦油,它的主要化学成分为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的乙烯可使溴水褪色。3.下列对乙烯和聚乙烯的描述中不正确的是()A.乙烯是纯净物,常温下为气态,聚乙烯为固态,是混合物B.乙烯性质比聚乙烯活泼C.取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2和H2O的质量分别相等D.取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2和H2O的物质的量分别相等答案D解析乙烯聚合成聚乙烯时分子中的双键被破坏,性质变得稳定,由于相对分子质量变大,所以从气态变为固态。有机高分子都是混合物。由于乙烯和聚乙烯的C、H质量分数分别相等,但相对分子质量不相等,所以两者等质量燃烧时生成CO2、H2O的质量分别相等,等物质的量燃烧时生成CO2、H2O的物质的量不相等。4.以乙烯和丙烯混合物为单体,发生加聚反应,不可能得到的是()A.B.C.D.答案B解析A项,可由乙烯发生加聚反应得到,不符合题意;B项,主链中不可能有5个碳原子出现,符合题意;C项,可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到,不符合题意;D项,可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到,不符合题意。5.石油裂化和裂解过程得到的CH2CH2,在一定条件下可以聚合成有机高分子。含有结构的化合物与CH2CH2一样,可在一定条件下聚合成有机高分子。(1)广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合成的,其化学方程式是。(2)电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯(),它是由(写结构简式)聚合而成的。答案(1)(2)6.煤是一种重要能源,工业上常把煤进行气化和液化处理,变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气,水煤气是混合气体,主要由两种无色无味气体组成,是重要的工业原料。(1)工业上生产水煤气时,燃料层的温度会下降,这说明。(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①CO和氢气,②(填化学式)和氢气。提出以上猜想的依据是。设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。(3)你选择的装置是(填字母代号)。(4)实验结论:如果,那么猜想(填序号)合理。答案(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应(2)CO2化学反应前后元素种类不变(3)B(4)澄清石灰水不变浑浊①(或澄清石灰水变浑浊②)解析(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,故随