新教材适用2024-2025学年高中化学第8章化学与可持续发展第1节自然资源的开发利用第1课时金属矿物的开发利用海水资源的开发利用课时作业新人教版必修第二册

第八章第1节第1课时对点训练题组一金属冶炼的原理及方法1．下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是(D)A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、CC．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2解析：还原性强的物质(如Al、C、H2、CO等)在肯定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。2．(2024·长沙高一检测)以下方法可用于工业冶炼金属的是(C)A．电解熔融AlCl3获得金属铝B．电解MgCl2溶液获得金属镁C．用CO还原铁矿石来获得金属铁D．用H2还原HgO获得Hg解析：AlCl3为共价化合物，熔融态不导电，A项错误；电解MgCl2溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁，B项错误；用CO还原铁矿石制取铁，C项正确；汞为不活泼金属，HgO受热分解生成Hg和O2，D项错误。题组二合理开发和利用金属矿物资源3．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：[提示：偏铝酸钠与足量二氧化碳反应的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3]下列叙述正确的是(C)A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．反应②中通入的过量Y可以是CO2D．图中所示转化反应都不是氧化还原反应解析：假如X为盐酸，Al2O3和Fe2O3均溶解，X应为NaOH，A项错误；Fe2O3不溶于NaOH溶液，过滤后沉淀为Fe2O3，B项错误；NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，C项正确；Al2O3的电解为氧化还原反应，D项错误。4．(2024·成都高一检测)Ti具备优良的抗腐蚀性，被称为将来金属，工业上可以采纳镁热还原法(高温)制备，工艺流程如图。[已知：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑]下列说法错误的是(B)A．镁热还原的化学方程式为TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))Ti＋2MgCl2B．整个工艺流程中，Cl元素化合价始终不变C．Ti和Mg高温下化学性质特别活泼，镁热还原需在惰性气体中进行D．Mg的循环运用可以提高原料利用率，降低成本解析：镁热还原是高温下Mg与TiCl4反应生成Ti和MgCl2，化学方程式为TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))Ti＋2MgCl2，故A正确；电解熔融MgCl2时发生反应MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑，该反应中Cl元素化合价从－1变为0,Cl元素化合价发生改变，故B错误；由于Ti和Mg高温下化学性质特别活泼，所以镁热还原需在惰性气体中进行，避开Ti和Mg被氧化，故C正确；由流程可知，Mg可以循环利用，从而提高了原料利用率，降低了成本，故D正确。题组三海水资源的利用5．海洋中隐藏着巨大的化学资源，下列有关海水综合利用的说法正确的是(B)A．蒸发海水可以得到单质碘B．蒸馏海水可以得到淡水C．电解海水可以得到单质镁D．电解海水可以制得金属钠解析：A项，海水中的碘元素以I－的形式存在，可以加氧化剂将I－氧化为I2，最终再萃取蒸馏即可得到碘单质，错误；B项，利用蒸馏法使水变为水蒸气，然后通过冷凝得到蒸馏水，能使海水淡化，正确；C项，电解熔融MgCl2可以获得金属Mg，电解海水得不到金属Mg，错误；D项，电解熔融NaCl可以获得金属Na，电解海水得不到金属Na，错误。6．下列有关海水提取镁的说法不正确的是(B)A．贝壳在海水提取镁的生产流程中，主要经验了CaCO3→CaO→Ca(OH)2的过程B．从海水中经过过滤后的Mg2＋，利用OH－将其转化为Mg(OH)2沉淀，然后电解Mg(OH)2制备纯镁C．工业生产中利用电解熔融MgCl2制备镁D．在海水提取镁的工业流程中，氯气可以循环利用，用于制备盐酸，再溶解Mg(OH)2解析：从海水中提取金属镁，是将贝壳转化为Ca(OH)2，然后将海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2，将Mg(OH)2转化为MgCl2，经过电解熔融MgCl2，从而制得金属镁，所以A项和C项都是正确的，而B项错误；在电解熔融氯化镁时，不仅得到了金属镁，同时也得到了氯气，这些氯气可以循环运用，所以D也是正确的。7．(2024·广州高一检测)如图是海水提溴的工艺流程。下列说法不正确的是(B)A．在海水中加“酸和氯气”中酸的作用是中和海水中的碱性物质B．“吹出塔”处热空气的作用是将多余的氯气吹出C．“汲取塔”中发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBrD．以上流程“吹出塔”和“汲取塔”内的反应是为了富集海水中的溴解析：海水中加酸的作用是中和海水中的碱性物质，增加氯气的氧化实力，A项正确；“吹出塔”处热空气的作用是将生成的溴吹出到“汲取塔”中，B项错误；由图中分析可知溴单质被SO2和水汲取得到溴化氢溶液，发生反应为：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，C项正确；通过吹出塔和汲取塔过程中发生的反应富集溴，再通过蒸馏塔把溴离子氧化得到溴单质，冷却得到液溴，D项正确。8．“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下：下列说法，不正确的是(B)A．试验室保存液溴通常加少量水B．海水提溴与海水提镁发生的全部反应均为氧化还原反应C．经过汲取塔后，溴元素得到了富集D．蒸馏塔中也发生了化学改变解析：液溴易挥发，加水液封可以削减挥发损失，故A正确；海水提镁的过程中，发生了镁盐与碱反应生成氢氧化镁的复分解反应，为非氧化还原反应，故B错误；经过汲取塔后，溶液中的Br－浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的Br－浓度，因此溴元素得到了富集，故C正确；蒸馏塔中发生的反应为2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，故D正确。综合强化9．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按肯定的比例混合后加热至800℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(A)A．“药金”实质上是铜锌合金B．冶炼炉中炉甘石干脆被木炭还原为锌C．用王水可区分黄金和“药金”D．用灼烧法不能区分黄金和“药金”解析：冶炼“药金”相关反应的化学方程式为ZnCO3eq\o(=,\s\up7(高温))ZnO＋CO2↑，2ZnO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))4Cu＋CO2↑，故A项正确，B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；用灼烧法可以区分黄金和“药金”，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有改变，故D项错误。10．下列说法正确的是(B)A．电解NaCl溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B．工业上可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼CuC．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等D．工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量11．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＋2lO2eq\o(=,\s\up7(高温))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是_Cu、O__(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_bc__(填代号)。a．高空排放b．用于制备硫酸c．用纯碱溶液汲取制Na2SO3d．用浓硫酸汲取(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。依据以上信息回答下列问题：a．除去Al3＋的离子方程式是Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。b．选用供应的试剂，设计试验验证炉渣中含有FeO。供应的试剂：稀盐酸稀硫酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水所选试剂为_稀硫酸、KMnO4溶液__。证明炉渣中含有FeO的试验现象为_稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色__。解析：(1)分析方程式中各元素化合价可知eq\o(Cu,\s\up6(＋2,))→eq\o(Cu,\s\up6(0,))、eq\o(O,\s\up6(0,))→eq\o(O,\s\up6(－2,))，氧元素、铜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，浓硫酸不能汲取二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱汲取制亚硫酸钠。(3)a.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－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。b.若要证明炉渣中含有FeO须要首先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，结合试剂分析可知，将高锰酸钾溶液滴加至该溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。12．海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示：(1)步骤①反应的离子方程式是2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。(2)步骤③反应的化学方程式是Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。(3)从理论上考虑，下列物质也能充分汲取Br2的是_ABC__(填字母)。A．NaOH B．FeCl2C．Na2SO3 D．H2O(4)步骤⑤蒸馏过程中，温度应限制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则_溴不能完全蒸出，产率低__。解析：(1)(2)(3)问相对简洁，读懂流程图，可以写出2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2、Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能汲取Br2，Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)具有强还原性也能汲取Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能被充分汲取。(4)在溴水中，溴的沸点是58.5℃，水的沸点是100℃，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低。13．假如你是一位企业家，在众多开发海水资源的项目中，选择了海水提镁。请依据下列表中信息，按要求回答相关问题：表1海水中部分元素的含量元素浓度/(mg·L－1)元素浓度/(mg·L－1)钠10770氯19350镁1290硫885钾380溴67钙400碘0.06表2部分化学试剂的市场价格试剂氢氧化钾氢氧化钠氢氧化钙氧化钙价格/(元/吨)523823001200700(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分别，有以下三个方案：方案一：干脆往海水中加入沉淀剂；方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；方案三：在晒盐后所得的卤水中加入沉淀剂。你认为方案_三__最合理。不选方案_一__的理由是_海水中镁离子的浓度太低，必需加入大量的沉淀剂才能沉淀Mg2＋，奢侈沉淀剂__；不选方案_二__的理由是_加热蒸发海水需耗费大量能源__。(2)表2中，应当选择_CaO__作为镁离子的沉淀剂。若不考虑其他费用，则沉淀等量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格之比为_230∶49__。(3)在海水提镁的过程中，可考虑以海边贝壳为原料，理由是_贝壳中含