2024年高考化学必修第二册人教 第13周 自然资源的开发利用（解析版）

第13周自然资源的开发利用时间：45分钟满分：100分第Ⅰ卷（选择题）选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。1.我国三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，其中出土的文物在中国的文物群体中，属最具历史、科学、文化、艺术价值和最富观赏性的文物群体之一。下列出土的文物中主要成分属于合金的是（）。ABCD铜鸟竹简陶三足炊器玉瑗【答案】A【解析】铜鸟的主要成分是铜合金，A正确；竹简的主要成分是纤维素，B错误；陶三足炊器是陶瓷，主要成分是二氧化硅和硅酸盐，C错误；玉瑗是玉器制品，主要成分为盐，D错误。2.金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是（）。A．不锈钢是铁合金，只含金属元素B．镧镍（La-Ni）合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金D．常温下，铁粉可以和水发生置换反应得到氢气【答案】B【解析】不锈钢中含碳元素，A错误；镍镧合金能大量吸收H2形成金属氢化物，将这些金属氢化物加热，它们又会发生分解，将储存在其中的氢释放出来，可作储氢材料，B正确；目前世界上使用量最大的合金是钢铁，属于铁合金，C错误；铁粉和水在高温条件下才能发生置换反应得到氢气，D错误。3.科技助力2022年北京冬奥会。下列说法错误的是（）。A．制比赛的雪橇所用碳纤维材料，属于有机高分子材料B．制火炬接力火种灯所用可再生铝合金的硬度大于纯铝C．主体为钢结构的首钢滑雪大跳台，钢属于合金材料D．首次使用氢能作火炬燃料，践行“绿色、低碳”理念【答案】A【解析】碳纤维属于无机非金属材料，A错误；合金的硬度一般大于其成分金属，B正确；钢为铁碳合金，属于合金材料，C正确；氢气的燃料产物为水，环保无污染，D正确。4.下列关于合金的说法中，正确的是（）。A．合金的熔点一定比各成分金属的低B．钢是目前用量最大、用途最广的合金C．在我国使用最早的合金是生铁D．储氢合金能大量吸收H2，但不与H2反应【答案】B【解析】合金的熔点一般比各成分金属的低，但有一些特例，例如某些汞合金的熔点比汞的熔点高，A错误；钢是目前用量最大、用途最广的合金，B正确；我国使用最早的合金是青铜，如司母戊鼎，C错误；储氢合金能大量吸收H2，与H2化合生成金属氢化物，D错误。5.下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确的是（）。A．电解法、热分解法、热还原法 B．电解法、电解法、热还原法C．热还原法、热分解法、热还原法 D．电解法、电解法、热分解法【答案】B【解析】钙、钾是特别活泼的金属，应该采用电解的方法冶炼；铜是处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，应采用热还原方法来冶炼，故选B。6.下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（）。A．石油裂解得到的汽油是纯净物B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态是物理变化过程C．煤就是碳，属于单质D．天然气是一种清洁的化石燃料【答案】D【解析】汽油是C5~C11的烃类混合物，A错误；煤的气化指的是高温下与水蒸气的化学反应，B错误；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，C错误；天然气是一种清洁的化石燃料，主要成分为甲烷，D正确。7.中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献及诗句中涉及的化学知识，对其说明合理的是（）。A．李白诗句“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”，“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象B．“墨滴无声入水惊，如烟袅袅幻形生”中“墨滴”的分散质粒子直径在10-9~C．宋·王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料的主要成分可能是硫酸亚铁D．《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。“炒铁”是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差【答案】B【解析】水产生的雾气是由水蒸发产生的水蒸气遇冷液化而成的小液滴，是一种液化现象，不是碘升华，A错误；“墨滴”是碳颗粒分散于水中形成的胶体，具有胶体的性质，B正确；铜绿的主要成分为碱式碳酸铜，是绿色固体，不溶于水，在古卷中常作绿色颜料，C错误；熟铁比生铁质地更硬，且延展性好，D错误。8.“煤制油”的关键技术是煤的气化，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，反应所需能量由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供：C+O2CO2。下列关于该过程的说法不正确的是（）。A．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B．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染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后主要是合成氨的两种原料气【答案】A【解析】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，但因为加工后得到的气态燃料的热利用率高，而且比较清洁，因此从总体来看将煤气化后再使用还是比较合理的，A错误；CO、H2属于清洁能源，燃烧无污染，煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染，B正确；气态燃料比固态煤更易充分燃烧，因此煤气化后作为燃料燃烧充分，热利用率高，C正确；因为反应C+O2CO2中的氧气是用空气代替的，所以经过两个反应后的混合气体中有N2、CO2、CO和H2等，除去CO、CO2后主要是合成氨的两种原料气N2和H2，D正确。9.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。提取碘的途径如图所示，下列有关叙述错误的是（）。A．操作①在坩埚中进行B．操作②③中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗C．每消耗1molH2O2转移电子数为2NAD．溶剂X可选用酒精或苯【答案】D【解析】由流程可知，海带灼烧后，溶解、过滤得到含碘离子的溶液，加过氧化氢发生H2O2+2H++2I-═I2+2H2O，得到含碘的溶液，溶剂X为苯或四氯化碳等，X作萃取剂，得到含碘的有机溶液，最后蒸馏分离X与晶体碘，以此来解答。操作①为灼烧海带获得海带灰，灼烧的过程在坩埚中进行，A正确；操作②为溶解，操作③为过滤，两步操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗，B正确；由H2O2+2H++2I−═I2+2H2O可知，④中当1molH2O2氧化I−时生成1mol碘单质，碘元素由-1价变为0价，转移2mol电子，转移电子数为2NA，C正确；根据分析，X作萃取剂，X不能为酒精，酒精与水互溶，无法分液萃取提纯碘，D错误。10.金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能。钛在化合物中主要有+3和+4两种化合价，已知Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。下列说法正确的是（）。A．钛合金的熔点高于金属钛 B．钛在氯气中燃烧产物为TiCl3C．FeTiO3中钛的化合价为+3 D．钛合金可广泛应用于航空、潜水器中【答案】D【解析】钛合金的熔点低于金属钛，A错误；已知Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+，则氧化性：Fe3+＞Ti4+，氧化性：Cl2＞Fe3+，则钛在氯气中的燃烧产物为TiCl4，B错误；FeTiO3为钛酸亚铁，铁和钛的化合价分别为+2、+4，C错误；金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能，钛合金可广泛应用于航空、潜水器中，D正确。11.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图，下列说法错误的是（）。A．进入吹出塔前，Br-被氧化为Br2 B．吸收塔中SO2C．经过吸收塔后，溴元素得到富集 D．两次通入水蒸气的作用都是参加反应【答案】D【解析】由题给流程可知，向浓缩、酸化后的海水中通入氯气，海水中的溴离子与氯气反应生成溴单质，利用水蒸气和热空气吹出溴，吹出的溴在吸收塔中与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸，氢溴酸溶液在蒸馏塔中与氯气反应生成溴单质，在水蒸气作用下反应得到的溴蒸气经冷凝、精馏得到溴。由分析可知，在进入吹出塔前，Br-与氯气发生氧化还原反应，Br-被氧化成Br2，A正确；由分析可知，吸收塔中发生的反应为吹出的溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸，反应中硫元素的化合价升高被氧化，二氧化硫是反应的还原剂，B正确；由分析可知，经过吸收塔后溶液中的溴离子浓度增大，是溴元素得到富集的过程，C正确；由分析可知，两次通入水蒸气都未参加反应，D错误。12.铝热反应有广泛的用途，实验装置如下图所示。下列说法不正确的是（）。A．该铝热反应的化学方程式是2Al+Fe2O3Al2O3+2FeB．工业上可用铝热反应的方法焊接钢轨C．在图反应过程中没有涉及到的化学反应类型是化合反应D．由图2可推出铝热反应是放热的反应【答案】C【解析】A．该铝热反应是高温条件下铝与氧化铁反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式是2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，A正确；工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨，其原理是在高温下用铝将铁从氧化铁中置换出来且呈液态，B正确；在图反应过程中镁条在空气燃烧生成氧化镁的反应类型是化合反应，C错误；由图2可知反应物的总能量高于生成物的总能量，推出铝热反应是放热的反应，D正确。13.从海水中提取部分物质的过程如图所示，下列有关说法正确的是（）。A．粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，过程①为了除去这些离子，需要依次加入Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaClB．母液到无水MgCl2的一系列变化中未涉及氧化还原反应C．工业上一般用电解氯化镁溶液制取Mg单质D．③和⑤均涉及反应：2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，工业上每获得1molBr2，至少需要消耗Cl244.8L

【答案】B【解析】在粗盐中含有Mg2+、SO42-、Ca2+等杂质，加入碳酸钠的目的是除去Ca2+、Ba2+，加入除杂试剂的顺序NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸，A错误；母液到无水MgCl2的一系列变化中，没有元素化合价变化，不涉及氧化还原反应，B正确；工业上一般用电解熔融氯化镁的方法制取Mg单质，C错误；没有给出气体的温度和压强，无法计算其物质的量，D14.海洋是一个巨大的宝藏，期待着人们的开发和利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是（）。A．从海水中提取溴单质只有物理变化发生B．从海水制海盐主要是通过化学变化完成C．电解熔融的氯化镁可制备镁和氯气D．电解氯化钠溶液可以制得钠和氯气【答案】C【解析】溴在海水中以化合态形式存在，海水中提取溴单质一定要发生化学反应，A错误；海水制海盐主要是通过蒸发得到，蒸发是物理变化，B错误；电解熔融的氯化镁，化学方程式为MgCl2(熔融）Mg＋Cl2，C正确；电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，D错误。15.如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据以下信息，判断下列相关分析不正确的是（）。A．上述提取Mg的流程中，没有涉及的反应类型是置换反应B．因氮气的化学性质相对稳定，冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时，可选择氮气C．反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用D．从母液中提取Mg和Br2的先后顺序：先提取Br2，后提取Mg【答案】B【解析】题中提取Mg的流程中，发生了分解反应、化合反应和复分解反应，没有涉及置换反应，A正确；在高温条件下，氮气能与镁反应生成Mg3N2，不能用氮气来冷却镁蒸气，B错误；反应⑥所用的气态氧化剂为氯气，生成烧碱和生成镁单质时均有氯气产生，可循环利用，降低成本，C正确；若先提取镁，所得溶液中会残留Ca(OH)2，再用Cl2提取溴时会消耗Cl2，D正确。第Ⅱ卷（非选择题）二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。16.以铝土矿（主要成分为Al2O3）为原料冶炼金属铝，主要步骤包括：①将粉碎后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；②向①的所得溶液中通入过量二氧化碳，获得氢氧化铝固体；③使氢氧化铝脱水生成氧化铝；④……（1）步骤④为冶炼金属铝的过程，应选择的方法是（填字母）。A．以C、CO或H2作还原剂

B．热分解法

C．利用铝热反应原理还原

D．电解法（2）步骤③所涉及反应的化学方程式为。（3）步骤①所涉及反应的离子方程式为。（4）步骤②至步骤③的过程中，须经过操作。（5）步骤②所得溶液中含有的大量阴离子是（填离子符号）。【答案】（1）D（2）2Al（OH）3Al2O3+3H2O（3）Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4（4）过滤（5）HCO3【解析】步骤①中，氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基偏铝酸钠；步骤②中四羟基偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝；步骤④采用电解法冶炼金属铝。（1）工业上采用电解法冶炼金属铝，故选D。（2）步骤③中氢氧化铝脱水生成氧化铝，化学反应方程式为2Al（OH）3Al2O3+3H2O。（3）步骤①中Al2O3与氢氧化钠反应生成四羟基偏铝酸钠，离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-。（4）步骤②反应产生氢氧化铝沉淀，故至步骤③的过程中要经过过滤操作。（5）步骤②中通入过量的二氧化碳，二氧化碳与四羟基偏铝酸钠反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，故所得溶液中含有的大量阴离子为17.从海水中提取蒸馏水、溴、食盐过程过如图：（1）从海水中获取淡水的方法①实验操作是，需要的玻璃仪器有酒精灯、牛角管、锥形瓶、、。（2）从溴水中获得单质溴时，采用的方法是萃取、、蒸馏。下列可选作萃取剂的是（填字母）。A．酒精

B．苯C．CCl4（3）粗盐含有Ca2+、Mg2+、SO42-等离子，为除去以上杂质离子，可加入①Na2CO3溶液；②BaCl2溶液；③NaOH溶液；④过滤；⑤稀盐酸。错误的操作顺序是A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ C．③②①④⑤ D．②③①④⑤【答案】（1）蒸馏蒸馏烧瓶(或圆底烧瓶)冷凝管（2）分液BC（3）A【解析】(1)从海水中获取淡水的方法①实验操作是蒸馏；蒸馏装置为，蒸馏需要的玻璃仪器有酒精灯、牛角管、锥形瓶、蒸馏烧瓶、冷凝管。（2）溴易溶于有机溶剂，从溴水中获得单质溴时，采用的方法是萃取、分液、蒸馏。酒精互和水互溶，不能用酒精萃取溴水中的溴；溴易溶于苯，且苯难溶于水，可以用苯萃取溴水中的溴；溴易溶于CCl4，且CCl4难溶于水，可以用CCl4萃取溴水中的溴；故选BC。（3）粗盐含有Ca2+、Mg2+、SO42-等离子，为除去以上杂质离子，加入Na2CO3溶液除Ca2+；加入BaCl2溶液除SO42-；加入NaOH溶液除Mg2+；为了除去过量的钡离子，必须加入氯化钡后再加碳酸钠，错误的操作顺序是①②③④⑤，故18.根据以下流程图回答下列问题：（1）海水淡化的方法有(填一种)。（2）过程①为了除去粗盐中的可溶性杂质CaCl2、MgSO4，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：a.过滤；b.加过量NaOH溶液；c.加适量盐酸；d.加过量Na2CO3溶液；e.加过量BaCl2溶液，正确的操作顺序是(填字母)。A．adbec

B．dabec

C．bedac

D．ebdac过程②能否一步实现转化？(填“能”或“否”)，Mg（OH）2与盐酸反应可以得到MgCl2溶液，则该反应的离子方程式为。（3）过程④反应的离子方程式为。（4）若用CCl4萃取溴水中的Br2，分液时CCl4层应从分液漏斗的放出。

【答案】（1）蒸馏法或电渗析法或离子交换法)（2）CD否Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O（3）Br2＋SO2＋2H2O=SO42-＋2Br-＋（4）下口【解析】海水蒸发得到淡水，结晶后过滤，得粗盐和母液，粗盐除去氯化钙、硫酸镁等杂质制得精盐，工业上电解饱和食盐水制取氢氧化钠和氯气；母液中加氢氧化钙生成氢氧化镁沉淀，过滤，滤液中通入氯气生成溴单质，用二氧化硫水溶液吸收溴蒸气生成硫酸和氢溴酸，使溴富集，再通入氯气，制取溴单质。氢氧化镁经一系列操作得到氯化镁，电解熔融氯化镁制取金属镁。（1）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。（2）过程①为了除去粗盐中的可溶性杂质CaCl2、MgSO4，用氢氧化钠除Mg2+、用碳酸钠除Ca2+、用氯化钡除SO42-，为了除去过量的氯化钡，加入氯化钡之后再加碳酸钠，最后用盐酸除溶液中多余的碳酸钠、氢氧化钠，所以操作顺序为：加过量NaOH溶液、加过量BaCl2溶液、加过量Na2CO3溶液、过滤、加适量盐酸，或加过量BaCl2溶液、加过量NaOH溶液、加过量Na2CO3溶液、过滤、加适量盐酸，选CD。电解熔融氯化镁冶炼金属镁，所以过程②需要将氢氧化镁溶于盐酸，制备无水氯化镁，所以不能一步实现转化，Mg(OH)2与盐酸反应可以得到MgCl2和水，该反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O。（3）过程④是用二氧化硫吸收溴蒸气，反应生成硫酸和氢溴酸，反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O=SO42-＋2Br-＋4H＋。（4）若用CCl4萃取溴水中的Br2，CCl419.I.2020年5月11日至12日，习近平总书记在山西