（四川專用）2014屆高考化學總復習 第10章 第1講《金屬礦物和海水資源的開發(fā)利用》解析訓練

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1、第十章　化學與自然資源的開發(fā)利用 第一講　金屬礦物和海水資源的開發(fā)利用 一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分。每個小題只有一個選項符合題意) 1．人類歷史上大量生產和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單質的時間順序是 (　　) A．銅、鐵、鋁、鈦 B．鐵、鋁、銅、鈦 C．銅、鐵、鈦、鋁 D．鐵、銅、鋁、鈦 解析　金屬越活潑越難冶煉，人們發(fā)現(xiàn)和使用越晚，所以人類對金屬單質的使用由早到晚的順序是銅、鐵、鋁、鈦。 答案　A 2．(2012·自貢階段測試)下列制備金屬單質的方法或原理正確的是 (　　)。 A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質Mg B．在通電條件下，電

2、解熔融Al2O3制備單質Al C．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質Na D．加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質Cu 解析　制備單質Mg應該用電解熔融MgCl2的方法；制備單質Na采用電解熔融NaCl的方法；制備單質Cu用熱還原法。 答案　B 3．海水是一個巨大的化學資源寶庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是 (　　)。 A．海水中含有鉀元素，只需經過物理變化就可以得到鉀單質 B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化 C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2 D．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能 解析　海水中鉀元素以離子形式存在，生成鉀單質必

3、然發(fā)生化學反應，A錯；海水蒸發(fā)制海鹽發(fā)生的是物理變化，B錯；潮汐發(fā)電是將機械能轉化為電能，D錯。 答案　C 4．右圖是模擬氯堿工業(yè)生產中檢查氯氣是否泄漏的裝置，下列有關說法錯誤的是 (　　)。 A．燒瓶中立即出現(xiàn)白煙 B．燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色 C．燒瓶中發(fā)生的反應表明常溫下氨氣有還原性 D．燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體 解析　此題考查化學實驗、元素化合物的性質等知識。分析裝置圖，可知氨氣和氯氣接觸時發(fā)生反應：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，燒瓶中出現(xiàn)白煙，A對；不能出現(xiàn)紅棕色氣體，B錯；該反應中氨氣中的氮元素化合價升高，表現(xiàn)還原性，C對；燒杯中的氫氧化鈉可以吸收多余

4、的有害氣體，D對。 答案　B 5．(2012·南京質檢)氧化還原反應廣泛應用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是 (　　)。 A．電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應中，鈉離子被還原，氯離子被氧化 B．濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生還原反應 C．用磁鐵礦煉鐵的反應中，1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉移9 mol e－ D．鋁熱法還原鐵的反應中，放出的熱量能使鐵熔化 解析　由2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑可知鈉離子得電子被還原，Cl－失電子被氧化，A項正確；無論是濕法煉銅還是火法(熱還原法)煉銅，都是正二價的銅離子得到電子生成銅原子被還原，B項正確；1 mol Fe

5、3O4被還原為Fe，應轉移8 mol e－，C項錯誤；鋁熱反應放出大量的熱，使鐵成為液態(tài)從而與Al2O3分離，D項正確。故選C。 答案　C 6．海洋中有豐富的食品、礦產、能源、藥物和水產資源。下圖是從海水中提取某些原料的流程圖。 下列有關說法正確的是 (　　)。 A．第①步中除去粗鹽中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質，加入的藥品順序為Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→BaCl2溶液―→過濾后加鹽酸 B．工業(yè)上通過氯堿工業(yè)制取金屬鈉 C．從第③步到第⑤步的目的是濃縮、富集溴單質 D．第②步的反應條件是高溫加熱 解析　分析流程圖，除去粗鹽中的雜質時，應先加氯化鋇

6、溶液再加碳酸鈉溶液，以除去過量的鋇離子，A錯；氯堿工業(yè)的產品是氫氧化鈉、氯氣和氫氣，得不到金屬鈉，B錯；溴離子在海水中的濃度較小，必須經過濃縮、富集才有利于得到溴單質，C對；MgCl2·6H2O高溫加熱時，由于鎂離子水解，最終得到的是氧化鎂，得不到氯化鎂，D錯。 答案　C 7．(2013·廣元一模)諾貝爾化學獎獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學原理為： ①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2； ②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O； ③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl

7、； ④H2MoO4MoO3＋H2O； ⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。 則下列說法正確的是 (　　)。 A．MoS2煅燒產生的尾氣可直接排入空氣中 B．MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物 C．H2MoO4的酸性比鹽酸強 D．利用H2、CO和鋁分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質的量之比為3∶3∶2 解析　A項，MoS2煅燒產生的SO2是大氣污染物，不能直接排入空氣，A不正確；B項，MoO3與氨水反應表現(xiàn)出酸性氧化物的性質，B不正確；C項，H2MoO4可用鹽酸制取，酸性比鹽酸弱，C不正確；D項還原1 mol MoO3需要6 mol電子，消耗H2、CO、Al的物質的量

8、分別為∶∶＝3∶3∶2，D正確。 答案　D 二、非選擇題(本題共4個小題，共58分) 8．(14分)我國有較長的海岸線，浩瀚的海洋是一個巨大的物質資源和能量的寶庫。目前，世界各國都在研究如何充分利用海洋資源。全球海水中的溴的儲量豐富，約占地球溴總儲量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65 mg·L－1。其工業(yè)提取法有： Ⅰ.空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，使溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到單質溴。該方法涉及的反應有： ①____________________________________(寫出離子方程

9、式)； ②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑； ③_____________________________________(寫出離子方程式)。 其中反應②中氧化劑是________，還原劑是________。 Ⅱ.空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(Ⅰ)，只是將吹出的溴用SO2溶液來吸收，使溴轉化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質溴。 寫出溴與二氧化硫反應的化學方程式_______________________ _________________________________________________。 Ⅲ.溶劑萃取法。該法是利用單質溴在水中和萃取

10、劑中溶解度的不同的原理來進行的。 實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是_______________________。 下列可以用于海水中溴的萃取的試劑是________(填序號)。 ①乙醇?、谒穆然肌、巯跛? 解析?、?、由氯氣通入到富含溴離子的海水中，將溴置換出來，可寫出Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，結合氧化還原反應的歸中規(guī)律可知，BrO＋5Br－ ＋ 6H＋===3Br2＋3H2O；Ⅱ、溴與二氧化硫反應和氯氣與二氧化硫反應相似；Ⅲ、萃取用到的實驗儀器有分液漏斗、燒杯，萃取劑為四氯化碳。 答案　(1) Ⅰ.Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　BrO＋5Br－ ＋6H＋==

11、=3Br2＋3H2O　Br2　Br2 Ⅱ.Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr Ⅲ.分液漏斗、燒杯?、? 9．(15分)我國瀕臨海域的省份能夠充分利用海水制得多種化工產品。如圖是以海水、貝殼(主要成分CaCO3)等為原料制取幾種化工產品的工藝流程圖，其中E是一種化肥，N是一種常見的金屬單質。 結合上述工藝流程回答下列問題。 (1)物質G和L的化學式分別為________和________。固體B是生活中的一種必需品，主要用作________。 (2)上述工藝流程中可以循環(huán)使用的物質的化學式為________。 (3)反應①的化學方程式為______________

12、__________________________； 在反應①中必須先通入NH3，而后通入D，其原因是____________________ ________________________________________________________。 (4)工業(yè)上利用F可制得另一種化工產品，該反應的化學方程式為_________________________________________________________。 (5)由K溶液經如何處理才能制得N？__________________________________ ________________________

13、______________________________________________________________________________________。 解析　根據(jù)題中提示可知C為CaO，D為CO2，固體B是生活中的一種必需品，可由海水曝曬過濾得到，推測B為NaCl。NaCl與NH3、CO2、H2O反應可以得到化肥E和沉淀F，根據(jù)侯氏制堿法知識可以推測E為NH4Cl，F(xiàn)為NaHCO3，母液與CaO反應得到可以煅燒的物質H可以推測母液中參與反應的主要物質為MgCl2，H為Mg(OH)2，G為CaCl2，I為MgO，結合N是一種常見金屬單質，推測N為Mg，結合題中第(5)問

14、可以推測K為MgCl2，則M為Cl2，J為鹽酸，L為H2。將推測代入流程圖中檢驗，符合題意。 答案　(1)CaCl2　H2　調味劑　(2)CO2 (3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　NH3在水中的溶解度大，先通入NH3，有利于吸收CO2 (4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (5)將MgCl2溶液在氯化氫氣體中進行蒸發(fā)結晶制得MgCl2晶體，電解熔融的MgCl2晶體可制取金屬鎂 10．(14分)目前消耗量巨大、有著“高能金屬”美譽的鋰與鎂在性質上有諸多相似之處。工業(yè)上通常采用的由β鋰輝礦(LiAlSi2O6和少量鈣鎂雜質)制備金屬鋰

15、的工藝流程如下，其中該β鋰輝礦經研磨后與硫酸在250～300 ℃反應，生成Li2SO4以及鋁硅化合物、MgSO4等。請回答下列問題： (1)沉淀X的主要成分是(寫化學式)_________________________________ _______________________________________。 (2)流程中前后兩次使用的Na2CO3溶液濃度不同的原因是________________ ______________________________________________________。 (3)20% Li2SO4溶液中加入飽和Na2CO3溶液時的離子

16、方程式為_____________ _______，已知Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度升高而減小。因而在過濾得到Li2CO3時應采取的操作是___________________________________。 (4)將鹽酸與Li2CO3完全反應后的溶液加熱蒸干得到固體，再將其熔融電解生產鋰，但電解時產生的氯氣中會混有少量氣體________(寫化學式)。 (5)氫氣是一種清潔能源，但它的制取、存儲和運輸都很困難。鋰是一種重要的儲氫材料，一定質量的金屬鋰完全反應時吸收0.8 g氫氣，得到的氫化鋰與足量水反應放出的氫氣在標準狀況下的體積為________。 解析　(1)經水浸泡處理后

17、得到的溶液中含有Li2SO4、MgSO4，加入Ca(OH)2后得到Mg(OH)2沉淀，再加入Na2CO3后又生成CaCO3沉淀，故X的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2。(2)第一次使用Na2CO3溶液是為了除去Ca2＋，第二次是為了得到Li2CO3，前者濃度小是防止形成Li2CO3沉淀，后者濃度大則有利于Li＋形成沉淀。(3)因溫度高碳酸鋰溶解度小，故應趁熱過濾。(4)由鋰鎂性質具有相似性(二者在周期表中處于對角線位置)知，加熱蒸干LiCl溶液過程中可能會有部分Li＋水解生成LiOH，受熱分解得到Li2O，電解時會生成一定量O2。(5)0.8 g H2為0.4 mol，生成的LiH為0.8

18、 mol，由LiH＋H2O===LiOH＋H2↑知生成的H2為0.8 mol，標準狀況下體積為17.92 L。 答案　(1)CaCO3、Mg(OH)2 (2)前者是為了除去Ca2＋，濃度過大會使部分Li＋沉淀，后者是為了得到Li2CO3，濃度大有利于Li2CO3沉淀的生成(其他合理答案均可) (3)2Li＋＋CO===Li2CO3↓　趁熱過濾 (4)O2(其他合理答案均可)　(5)17.92 L 11．(15分)(2013·攀枝花二檢)海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如表所示。 成分 含量(mg·L－1) 成分 含量(mg·L－1) Cl－ 18 98

19、0 Ca2＋ 400 Na＋ 10 560 HCO 142 SO 2 560 Br－ 64 Mg2＋ 1 272 (1)電滲析法淡化海水的示意圖如圖所示，其中陰(陽)離子交換膜僅允許陰(陽)離子通過。 ①陽極的主要電極反應式是_______________________________________。 ②在陰極附近產生少量白色沉淀，其成分有________和CaCO3，生成CaCO3的離子方程式是_______________________________________________ _____________________________

20、___________________________________。 ③淡水的出口為________(填“a”、“b”或“c”)。 (2)利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如下。 ①提取溴的過程中，經過兩次Br－→Br2轉化的目的是________，吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式是________。用平衡移動原理解釋通空氣的目的是_______________________________________________________________。 ②從MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶體的主要操作是________________、過濾、洗滌、干燥。 ③依據(jù)上述

21、流程，若將10 m3海水中的溴元素轉化為工業(yè)溴，至少需要標準狀況下Cl2的體積為________L(忽略Cl2的溶解)。 解析　(1)①在陽極是陰離子放電。由于海水中Br－濃度太小，所以主要是Cl－放電。②在陰極是H＋放電，致使溶液中OH－濃度增大，所以Mg2＋轉化為Mg(OH)2；OH－還能與HCO反應生成CO，CO與Ca2＋結合生成CaCO3沉淀。(2)②由于得到的是MgCl2·6H2O，所以需要經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾等步驟，而不能直接將溶液蒸干。③10 m3海水中Br－的質量為104L×64×10－3 g·L－1＝640 g，根據(jù)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，可知一次轉化消耗89.6 L Cl2(標準狀況下)，兩次需要179.2 L Cl2(標準狀況下)。 答案　(1)①2Cl－－2e－===Cl2↑?、贛g(OH)2　Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O?、踒 (2)①對溴元素進行富集　SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　通入空氣將溴蒸氣帶出，使Br2(g)Br2(aq)(或Br2＋H2OHBr＋HBrO)平衡向左移動 ②加熱濃縮、冷卻結晶　③179.2