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【2014复习备考】2014届高考化学《红对勾》系列一轮复习课时作业18开发利用金属矿物和海水资源


课时作业 18

开发利用金属矿物和海水资源
分值:100 分

时间:45 分钟

一、选择题(共 48 分,每小题 4 分) 1.若将海水淡化作饮用水使用,下列方法在原理上完全不可行 的是( )

A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B.利用太阳能使海水蒸馏淡化 C.将海水缓慢凝固以获取

淡化的饮用水 D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子 [答案]A
- 2+ 2+ [解析]海水中的盐水主要含有 Na+、Cl-、SO2 4 、Mg 、Ca 、K +

等离子,这些离子均不会与明矾形成沉淀,故 A 完全不可行。 2 下列金属的工业制法正确的是( )

A.制钛:用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛 B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿 石中的铁 C.制钠:用海水作原料制得精盐,再电解纯净氯化钠溶液得到 金属钠 D.炼铜:用黄铜矿经电解精炼得到纯度为 99.9%的铜 [答案]B [解析]金属钠与 TiCl4 溶液中的水反应,不能置换出金属钛, A 不正确;电解 NaCl 溶液不能得到金属钠,C 不正确;黄铜矿经冶炼 得到粗铜,粗铜再经电解精炼制得纯度为 99.9%的铜,D 不正确。 3.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就 能够从海水中获得的物质是( )

A.氯、溴、碘 C.烧碱、氢气 [答案]D

B.钠、镁、铝 D.食盐、淡水

[解析]本题考查海水资源的综合利用,不发生化学变化的只有 D 项。食盐提取利用蒸发,淡水获得利用蒸馏,两者均为物理变化。 Na、Mg、Al、Cl2、Br2、I2、烧碱、H2 获取,用到置换或电解等化学 方法。 4.H2 作还原剂和金属作还原剂相比,制得金属的纯度说法正确 的是( ) B.用金属的高 D.无法比较

A.用 H2 的高 C.二者相同 [答案]A

[解析]氢气和金属虽然都可作还原剂制得金属,但金属作还原剂 时的过量金属、氧化产物和还原产物多为固体,易使制得的金属中含 有杂质,而 H2 的氧化产物为水,则不会引入杂质。 5. 金属①铁、 ②镁、 ③锰、 ④钒、 ⑤铬, 可用铝热法制备的是( A.①②④ C.①③④⑤ [答案]C [解析]铝热反应放出大量的热,可以利用此反应冶炼难熔金属。 但镁的还原性强于铝的还原性,故铝不能置换出化合物中的镁。 6.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下: B.①②③⑤ D.①②③④⑤ )

下列说法不正确的是(

)

A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B.步骤⑥电解 MgCl2 时阴极产生氯气 C.步骤⑤,可将晶体置于 HCl 气体氛围中脱水 D.上述工艺流程中涉及到化合、分解和复分解反应 [答案]B [解析]选项 A,海水中含有大量的镁元素,从海水中提取镁的优 点之一是原料来源丰富。选项 B,电解熔融 MgCl2 时,阳极产生 Cl2, 阴 极 产 生 金 属 镁 。 选 项 C , 因 MgCl2 能 水 解 : MgCl2 + 2H2O??Mg(OH)2+2HCl,为此将 MgCl2· 6H2O 晶体置于 HCl 气体 氛围中加热脱水,其目的是防止 MgCl2 水解生成 Mg(OH)2。选项 D, 步骤①涉及 CaCO3 的分解反应得到 CaO,CaO 与 H2O 发生化合反应 得到 Ca(OH)2,步骤⑥是电解涉及分解反应,步骤③涉及 MgCl2 与 Ca(OH)2 发生复分解反应得到 Mg(OH)2 和 CaCl2。 7.下列方法不能用于海水处理得到淡水的是( A.电渗析法 C.升华 [答案]C [解析]升华一般用于固体物质的分离,其中某种物质易升华,变 为气体逸出,使物质得到提纯分离。 8.从海水中提取金属镁的生产步骤有:①浓缩结晶 ②加熟石 B.蒸馏法 D.离子交换法 )

灰 ③加盐酸 ④过滤 A.①②③④⑤ C.②④③①⑤ [答案]C

⑤熔融电解,正确的生产顺序是( B.⑤④③①② D.③④②①⑤

)

[解析]海水中含有 Mg2+,加入 Ca(OH)2 可生成 Mg(OH)2 沉淀: Mg2 + + 2OH - ===Mg(OH)2↓ ,过滤可得到 Mg(OH)2 固体。如何由 Mg(OH)2 制取金属镁?根据金属的冶炼方法知应电解含 Mg2+的熔融 化合物。若直接加热 Mg(OH)2,则 Mg(OH)2 发生分解生成 MgO: △ MgO+H O,MgO 熔点高,很难熔融;工业上不采用 Mg(OH)2===== 2 电解熔融 MgO 的方法,而是将 Mg(OH)2 转化为 MgCl2,MgCl2 熔点 电解 Mg+Cl ↑。 低,电解熔融 MgCl2 可得金属镁:MgCl2(熔融)===== 2 9.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,对加压后右侧海水成分的变化 进行分析,正确的是( )

A.溶质质量增加 C.溶剂质量减少 [答案]C

B.溶液质量不变 D.溶质质量分数不变

[解析]右侧海水中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,故溶质质量不变,溶剂质量减少,溶质质量分 数增大 。 10. 正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个

重要任务就是收集有关 Fe2O3 及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或 曾经存在过 H2O。以下叙述正确的是( )

A.铝热剂就是指 Fe2O3 粉和 Al 粉的混合物 B. 检验红砖中的红色物质是否是 Fe2O3 的操作步骤为: 样品―→ 粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加 KSCN 溶液 C. 分别还原 a mol Fe2O3 所需 H2、 Al、 CO 物质的量之比为 3∶2∶3 D.明矾含有结晶水,是混合物 [答案]C 11.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或 H2、 CO)法;③活泼金属置换法;④电解法。这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),① C.(Ⅲ),③ [答案]B [解析]选择金属的冶炼方法与金属在自然界中存在的状态、金属 活动性等有关。对于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是: △ 2CuO+CO ↑+H O↑, (Ⅰ)Cu2(OH)2CO3===== 2 2 △ 2Cu+CO ↑,属于①; C+2CuO===== 2 (Ⅱ)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,属于③; 高温 Al O +2Cr,属于③; (Ⅲ)2Al+Cr2O3===== 2 3 通电 (Ⅳ)先从光卤石中提取 MgCl2, 再电解 MgCl2, MgCl2(熔融)===== Mg+Cl2↑,属于④。综上所述,选项 B 不正确。 B.(Ⅱ),② D.(Ⅳ),④

12.下列有关说法正确的是(

)

A.高温加热氧化镁和碳的混合物可以制单质镁 B.铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁 C.海水提溴的过程中不发生氧化还原反应 D.利用电解的方法可以从海水中获得淡水 [答案]A [解析]高温加热氧化镁和碳的混合物时, 生成的 CO2(或 CO)能不 断脱离反应体系,促使反应不断进行,因此碳可置换出镁;工业上冶 炼铁用的还原剂是 CO,有关反应不是置换反应;海水提溴是使 Br- 变成 Br2,主要发生氧化还原反应;从海水中获取淡水可用蒸馏等方 法,这是物理变化,电解是使水分解的化学变化。 二、非选择题(共 52 分) 13.(12 分)从海水中提取溴的工业流程如下:

(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合 态的溴,其目的是________________________。 (2) 步 骤 Ⅱ 通 入 热 空 气 或 水 蒸 气 吹 出 Br2 , 利 用 了 溴 的 ________________。 A.氧化性 C.挥发性 B.还原性 D.腐蚀性

(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适 当的化学计量数: Br2+
- CO2 3 === - BrO3 +

Br-+

CO2↑

(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,

再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式: ________________________________。 (5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取 剂的是________。 A.乙醇 C.烧碱溶液 B.四氯化碳 D.苯

(6)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水,电解槽使用了隔膜(或离子 交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。 ①电解时,阳极反应式为________________。 ②若采用无隔膜的电解槽,将得到 H2 和____________。 [答案](1)富集(或浓缩)溴元素 (2)C (3)3 3 1 5 3 (4)SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4 (5)BD (6)①2Cl--2e-===Cl2↑ ②NaClO 14.(14 分)把海水过滤除杂,在提取了氯化钠、溴、镁等化学物 质后,剩余的富碘卤水中,采用下面的工艺流程生产单质碘:

回答下列问题: (1)乙、丁中溶质的化学式为________、________; (2)第④步骤操作中用稀 H2SO4 浸洗的目的是__________; (3) 第 ⑦ 步 骤 操 作 可 提 取 纯 I2 的 两 种 方 法 是 __________ 和 ________(不要求写出具体步骤);

(4)检验得到 I2 的方法是_____________________________。 [答案](1)FeI2 (3)升华 萃取 FeCl3 (2)用稀 H2SO4 除去银中过量铁屑 (4)取少量产物加入淀粉溶液,若变蓝,说明得

到了单质碘,若不变蓝,则没有得到单质碘 [解析]根据框图可知向含 I-的卤水中加入 AgNO3 溶液,则甲为 AgI,加入适量铁屑,置换出 AgI 中的银,则乙为 FeI2,单质银中过 量铁屑可用稀 H2SO4 除去; FeI2 中通入过量 Cl2 得到 I2 和 FeCl3, 则丁 为 FeCl3;利用碘单质的特征,可以用升华或萃取的方法提取碘;一 般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。 15.(14 分)粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3 组成 的混合物。进行如下实验: ①取适量 A 进行铝热反应,产物中有单质 B 生成; ②另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol · L-1 盐酸中,得溶液 C; ③将①中得到的单质 B 和溶液 C 反应,放出 1.12 L(标况)气体, 同时生成溶液 D,还残留有固体物质 B; ④用 KSCN 溶液检验时,溶液 D 不变色。 请填空: (1)①中引发铝热反应的实验操作是___________________, 产物中的单质 B 是________________________________。 (2)②中所发生的各反应的化学方程式是____________________ _______________________________________________________ _________________。 (3)③中所发生的各反应的离子方程式是_______________ _______________________________________________________ _____________。 (4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L,则溶液中 c(Mg2+)为

________,c(Fe2+)为________。 [答案](1)加少量 KClO3,插上 Mg 条并将其点燃 Fe (2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O MgO+2HCl===MgCl2+H2O (3)Fe+2H+===Fe2++H2↑ (4)0.67 mol· L-1 2.3 mol· L-1 Fe+2Fe3+===3Fe2+

[解析]由铝热反应在中学化学中的应用,推知①中发生的反应为 高温 Al O +2Fe,可知 B 为铁;由③中放出 1.12 L(标况) 2Al+Fe2O3===== 2 3 气体, 推知②中盐酸过量, ②中发生的反应为: MgO+2HCl===MgCl2 +H2O;Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O。溶液 C 中的溶质为 MgCl2、 FeCl3 和 HCl,③中发生的反应为 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,Fe+ 2FeCl3===3FeCl2,溶液 D 中的溶质为 MgCl2、FeCl2;等物质的量混 合的 MgO 和 Fe2O3 混合物 20 g,其中 n(MgO)=n(Fe2O3)=0.1 mol, 0.1 mol c(Mg2+)= 0.15 L =0.67 mol· L-1,由于整个反应中 Cl-守恒,Cl-以 MgCl2 和 FeCl2 的形式存在,故 n(Fe2+)= 0.15 L×6.0 mol/L-2×0.1 mol =0.35 mol,所以 c(Fe2+) 2

0.35 mol = 0.15 L =2.3 mol· L-1。 16. (12 分)(2013· 巢湖一中高三联考)海水是取之不尽的化工原料 资源,可以从海水中提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项 综合利用的示意图: 精制 NaCl饱和溶液――→ 电解 烧碱 ?粗盐――→ ?滤液石灰水 加盐酸 ――→ Mg?OH? 浓缩结晶 ――→ MgCl · 6H O 结晶 海水――→ 过滤 ? Mg 脱水 MgCl ――→ 电解 ? ?――→ ? ? ?Cl
2 2 2 2 2

试回答下列问题:
- (1)粗盐中含有 Ca2+、Mg2+、SO2 4 等杂质,精制时所用试剂为:

A.盐酸;B.BaCl2 溶液;C.NaOH 溶液;D.Na2CO3 溶液。 加入试剂的顺序是_________________________________。 (2)电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为 ______________ 。与电源负极相连的电极附近溶液 pH________( 填 “变大”“不变”或“变小”)。若保证电解后饱和食盐水的浓度不 变,则可采取的方法是_________________________________。 (3)由 MgCl2· 6H2O 晶体脱水制无水 MgCl2 时,MgCl2· 6H2O 晶体 在________气氛中加热脱水,该气体的作用是_______________。 (4)电解无水 MgCl2 所得的镁蒸气可以在下列________气体中冷 却。 A.H2 C.CO2 [答案](1)BCDA(或 CBDA) B.N2 D.O2 (2)2Cl--2e-===Cl2↑ 变大 向电

解液中通入一定量的 HCl 气体 (3)HCl 抑 制 水 解 平 衡 MgCl2 + 2H2O??Mg(OH)2 + 2HCl 正 向 进 行 (4)A [解析 ](1)除去杂质又不带入其他杂质离子,合理的试剂顺序是 BCDA 或者 CBDA。 (2)电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是 2Cl --2e- ===Cl2↑,与负极相连的阴极发生的反应是:2H++2e-===H2↑。H+ 不断消耗,使得溶液中 c(OH-)增大,pH 变大。电解中逸出的是 Cl2、 H2,所以要确保原溶液浓度不变,只能向体系中通入一定量的 HCl 气体以补足损失的 H、Cl 原子。


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