高中化學(xué)必修二第四章第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源

1、4.1開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源班級(jí)： 姓名： 高一化學(xué)練習(xí)題使用時(shí)間：2016年6月 日 編輯人：張浩題組1金屬及其冶煉方法的選擇1.從石器、青銅器到鐵器時(shí)代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開(kāi)發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于()A.金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B.金屬在地殼中的含量多少C.金屬的化合價(jià)高低D.金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱2.下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是()選項(xiàng)冶煉原理方法A2HgO2HgO2熱分解法B2Al2O3(熔融)4Al3O2電解法CCu2SO22CuSO2熱分解法DFe2O32Al2FeAl2O3熱還原法3.我國(guó)古代的濕法冶金術(shù)是世界聞名的

2、。我國(guó)在世界上最先應(yīng)用濕法冶金術(shù)冶煉出來(lái)的金屬是()A.Fe B.CuC.Ag D.Hg4.下列冶煉方法中，不能將化合物中的金屬元素還原為金屬單質(zhì)的是()A.加熱Al2O3 B.加熱HgOC.電解熔融NaCl D.鋁粉和Fe2O3共熱5.下列化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的是()可以電解熔融的氯化鈉來(lái)制取金屬鈉可以將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂用電解法冶煉鋁時(shí)，原料是氯化鋁煉鐵時(shí)高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無(wú)需加熱A. B. C. D.6.金屬K與Na金屬性相近，用K與鈉鹽共熔時(shí)，很難將Na從混合物中分離。若調(diào)整溫度到一定程度，則可用Na與KCl反應(yīng)制取金屬K。已知四種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如下：KNaKClN

3、aCl熔點(diǎn)()63.6597.8770801沸點(diǎn)()774882.91 500(升華)1 431根據(jù)平衡移動(dòng)原理可推知，用Na與KCl反應(yīng)制K的適宜溫度是()A.97.8770 B.770774 C.774882.9 D.1 4131 500 題組2鐵的冶煉7.實(shí)驗(yàn)室欲使1.6 g氧化鐵完全還原，事先應(yīng)準(zhǔn)備的CO在標(biāo)況下的體積為()A.672 mL B.336 mLC.大于672 mL D.小于336 mL8.鐵是地殼中含量很豐富的元素， 金屬鐵是在高爐中冶煉的，在冶金工業(yè)中，常用焦炭來(lái)冶煉鐵。(1)寫出焦炭在高爐中所參與的兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)寫出赤鐵礦被CO還原成鐵的化學(xué)方程式：

4、_。(3)實(shí)驗(yàn)室中可用CO還原Fe2O3，在加熱Fe2O3前應(yīng)_，直到無(wú)_現(xiàn)象時(shí)才能點(diǎn)燃酒精燈加熱，否則可能發(fā)生_現(xiàn)象，未反應(yīng)完全的CO_(填“能”或“不能”)排放到大氣中，應(yīng)做_處理。題組3稀有金屬的冶煉9.諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)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(fù)分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程為2MoS27O22MoO34SO2MoO32NH3H2O=(NH4)2MoO4H2O(NH4)2MoO42HCl=H2MoO42NH4ClH2MoO4MoO3H2O用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。則下列說(shuō)法正確的是()A.MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排放B.MoO3是金屬氧化

5、物，也是堿性氧化物C.H2MoO4是一種強(qiáng)酸D.利用H2、CO和Al分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質(zhì)的量之比為33210.鈦是一種活潑金屬，具有密度小、熔點(diǎn)高、可塑性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高等性能。工業(yè)上常用硫酸分解鐵鈦礦石來(lái)制備二氧化鈦，用以冶煉鈦，主要有以下五個(gè)反應(yīng)：FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2OTiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22C2Cl2TiCl42COTiCl42Mg2MgCl2Ti(1)針對(duì)以上五個(gè)反應(yīng)，下列敘述錯(cuò)誤的是_。A.反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)B.反應(yīng)生成了兩種酸C.反應(yīng)中的TiO2是氧化劑D.反應(yīng)表現(xiàn)了金屬

6、鎂比金屬鈦的還原性強(qiáng)(2)鈦具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，以下對(duì)其原因的分析正確的是_。A.鈦是像金、鉑一樣的不活潑金屬B.金屬鈦的表面易形成致密的氧化膜C.鈦與氧氣、酸等腐蝕劑不反應(yīng)D.鈦有很高的強(qiáng)度能力提升題11.鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，自遠(yuǎn)古時(shí)代人類就學(xué)會(huì)了煉鐵，到目前為止，人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)煉鐵的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)裝置如下：(1)寫出得到單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式：_。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中看到玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證生成了單質(zhì)鐵：_。(3)裝置末端氣球的作用為_(kāi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)該先停止加熱還是先停止通入CO？原因是什么？_。12.鈦(Ti)被

7、稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵儲(chǔ)量居世界首位。含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如下：(1)步驟加Fe的目的是_；步驟冷卻的目的是_。(2)上述制備TiO2的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是_；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)加入_處理。(3)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)鈦(Ti)，涉及到的步驟為反應(yīng)TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_。第2課時(shí)海水資源的開(kāi)發(fā)利用經(jīng)典基礎(chǔ)題題組1海水的綜合利用1.許多國(guó)家十分重視海水資源的綜合利用，不需要化學(xué)變化就能從海水中獲得的物

8、質(zhì)是()A.Cl2、Br2、I2 B.Na、Mg、AlC.食鹽、淡水 D.NaOH、H22.海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)，下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法正確的是()A.海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過(guò)物理變化就可以得到鉀單質(zhì)B.海水蒸發(fā)制海鹽的過(guò)程中只發(fā)生了化學(xué)變化C.從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3.NaCl是海水中提取出來(lái)的一種重要物質(zhì)，除食用外，它還是一種工業(yè)原料，下列以NaCl為原料的產(chǎn)品(或物質(zhì))是()燒堿純堿金屬鈉氯氣鹽酸A. B.C. D.題組2海水提取溴、碘及其性質(zhì)應(yīng)用4.從海水中提取的溴約占世界溴年產(chǎn)量的，從海水中提取溴的主要

9、步驟可表示為()A.氧化吸收吹出 B.氧化吹出吸收C.吹出氧化吸收 D.吹出吸收氧化5.海水提溴過(guò)程中將Br氧化成Br2，可向其中加入氧化劑，合適的是()A.酸性KMnO4溶液 B.氯水C.FeCl3溶液 D.碘水6.從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及下列操作，其中正確的是()7.甲、乙、丙三溶液各含有一種X(X為Cl、Br或I)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，則溶液變?yōu)槌壬?，再加丙溶液，顏色無(wú)明顯變化。則甲、乙、丙依次含有()A.Br、I、Cl B.Br、Cl、IC.I、Br、Cl D.Cl、I、Br8.檢驗(yàn)海帶中碘元素的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生如下反應(yīng)：2H2IH2O2=I22H2O，下列對(duì)該反應(yīng)的敘述中不正

10、確的是()A.I2為氧化產(chǎn)物B.H2O2既作氧化劑又作還原劑C.氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2O2I2D.生成1 mol I2時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子能力提升題9.全球海水中溴的儲(chǔ)藏量豐富，約占地球溴總儲(chǔ)藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65 mgL1。其工業(yè)提取方法有：(1)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，把溴置換出來(lái)，再用空氣將嗅吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及的反應(yīng)有_(寫出化學(xué)方程式)；3Br23CO=BrO5Br3CO2；BrO5Br6H=3Br23H2O。其中反應(yīng)中氧化劑是_；還原劑是_。(2)空氣吹出SO2吸收法。該方

11、法基本同(1)，只是將溴吹出后是用SO2來(lái)吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和溶劑中溶解度的不同的原理來(lái)進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)室中萃取用到的實(shí)驗(yàn)儀器名稱是_。下列可以用于海水中溴的萃取的溶劑是_(填序號(hào))。乙醇四氯化碳硝酸10.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：(1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟。_(2)實(shí)驗(yàn)室將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作都要用到玻璃棒，分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的：溶解：_。過(guò)濾：_。蒸發(fā)：_。11

12、.鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下：(1)為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑可以選用_，要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)_。(2)加入試劑后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是_。(3)試劑選用_；寫出其反應(yīng)的離子方程式_。(4)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。12.空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下：(1)步驟的離子方程式：_。(2)步驟中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對(duì)密度相差很大的特點(diǎn)進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是_。(3)

13、溴水混合物中溶有一定量的氯氣，因此在步驟中可將蒸餾產(chǎn)生的氣體通過(guò)_(填試劑名稱)溶液，以除去氯氣。(4)步驟的蒸餾過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在8090 。溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因：_。(5)步驟中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是_。(6)提取溴單質(zhì)，采用蒸餾“溴水混合物”而不是蒸餾“溴水混合物”，請(qǐng)說(shuō)明原因：_。4.1開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源參考答案與試題解析第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1.D由于人類掌握科學(xué)知識(shí)的局限性，越活潑的金屬越難以冶煉，故發(fā)現(xiàn)年代越晚。2.C活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb

14、、Cu等用熱還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉，故A、B、D三項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。3.B銅的鹽溶液與鐵等較活潑的金屬可發(fā)生置換反應(yīng)。4.A金屬鈉是活潑金屬，用電解法制取，汞用加熱HgO制取，A項(xiàng)中加熱Al2O3難以分解；D項(xiàng)中鋁粉和Fe2O3組成鋁熱劑，可將Fe2O3中的鐵還原成單質(zhì)。5.D鈉特別活潑，加入氯化鎂溶液時(shí)鈉先與水反應(yīng)生成NaOH和H2，Mg2和OH反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，錯(cuò)；冶煉鋁使用的是Al2O3，錯(cuò)；高爐煉鐵中所發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但仍需要高溫，錯(cuò)。6.C在金屬活動(dòng)性順序表中，Na排在K的后面，似乎不能從K的熔融鹽中置換出K。但將Na與KCl共熔，其共熔體中

15、Na、K、Cl和e自由移動(dòng)，如果繼續(xù)加熱，則Na、K、NaCl和KCl首先沸騰者先逸出。工業(yè)上，就是采用這種原理用Na還原K的，因?yàn)镵的沸點(diǎn)比Na、NaCl、KCl的沸點(diǎn)都低，且低于NaCl的熔點(diǎn)。7.C由3COFe2O32Fe3CO2可知消耗CO 672 mL，但氣體與固體反應(yīng)不充分，反應(yīng)前要先通入一會(huì)兒CO趕盡空氣，F(xiàn)e冷卻要在CO的氣氛中，故CO實(shí)際用量應(yīng)大于672 mL。8.(1)CO2CO2，CCO22CO(2)3COFe2O32Fe3CO2(3)驗(yàn)純爆鳴爆炸不能點(diǎn)燃解析(1)在冶煉鐵的過(guò)程中，為提高C的利用率，先發(fā)生反應(yīng)CO2CO2，再發(fā)生反應(yīng)：CO2C2CO，用CO還原Fe2O3

16、，接觸更充分，效果更好。(3)加熱Fe2O3之前應(yīng)先檢驗(yàn)CO的純度，否則會(huì)發(fā)生爆炸，由于CO有毒，故未完全反應(yīng)的CO應(yīng)點(diǎn)燃，以防污染環(huán)境。9.DA項(xiàng)明顯錯(cuò)誤，生成物SO2對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；B項(xiàng)，根據(jù)中生成物(NH4)2MoO4可知，該化合物屬于鹽，對(duì)應(yīng)的酸是H2MoO4，故MoO3不屬于堿性氧化物，B項(xiàng)錯(cuò)；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)H2MoO4是一種不溶性酸，溶液中c(H)不可能很大，故H2MoO4不可能是強(qiáng)酸；D項(xiàng)，1 mol H2、1 mol CO和1 mol Al作還原劑時(shí)，失去的電子數(shù)分別為2 mol、2 mol和3 mol，還原等量的MoO3轉(zhuǎn)移電子相同，此時(shí)n(H2)n(CO)n(Al)332。

17、10.(1)C(2)B解析(1)在反應(yīng)中沒(méi)有化合價(jià)的變化，反應(yīng)中，化學(xué)式H2TiO3符合酸的一般化學(xué)式，它是鈦酸的化學(xué)式。反應(yīng)中，鈦元素的化合價(jià)保持不變，氯氣是氧化劑，碳是還原劑，反應(yīng)，鎂是還原劑，鈦是還原產(chǎn)物，所以鎂的還原性強(qiáng)于鈦。(2)題目中一開(kāi)始就指出：鈦是一種活潑的金屬，但是鈦耐腐蝕性強(qiáng)，聯(lián)系金屬鋁的性質(zhì)，鋁表面易形成致密的保護(hù)膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，以此類推鈦，很容易選擇B。11.(1)Fe2O33CO2Fe3CO2(2)取少量粉末放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，則證明生成了單質(zhì)鐵(3)收集CO，防止污染空氣先停止加熱，防止生成的鐵再次被氧化解析檢驗(yàn)是否生成鐵單質(zhì)，在反應(yīng)結(jié)

18、束后，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻，取少量放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體(H2)，則證明生成了單質(zhì)鐵；反應(yīng)結(jié)束后，得到的鐵還是熾熱的，若先停止通入CO，會(huì)導(dǎo)致鐵又被氧化，所以，應(yīng)該先停止加熱，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后，再停止通入CO。12.(1)將Fe3還原為Fe2析出綠礬(FeSO47H2O)(2)綠礬(FeSO47H2O)生石灰(或碳酸鈣、廢堿)(3)防止高溫下鎂或鈦與O2、N2等反應(yīng)解析(1)分析框圖知，鐵最終轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)品綠礬，所以要將3價(jià)Fe轉(zhuǎn)化為2價(jià)Fe，降溫減小FeSO47H2O的溶解度，有利于綠礬結(jié)晶。(2)水浸后發(fā)生的離子反應(yīng)為TiO22H2O=H2TiO32H，廢液主要呈酸

19、性，所以應(yīng)加入CaO、CaCO3或堿。(3)反應(yīng)后Ti和Mg易與空氣中O2、N2等反應(yīng)，故應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行。第2課時(shí)海水資源的開(kāi)發(fā)利用1.CA、B、D中的物質(zhì)必須經(jīng)化學(xué)變化，才能夠從海水中獲取。2.C海水中的鉀元素是以化合態(tài)形式存在，要求化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A不正確；海水蒸發(fā)制海鹽，是發(fā)生了物理變化，B錯(cuò)誤；電解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正確；潮汐發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此D也不正確。3.A在氯堿工業(yè)中，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，H2與Cl2化合被水吸收可得鹽酸。2NaCl(熔融)2NaCl2。在制純堿工業(yè)中主要利用如下原理：NaClCO2N

20、H3H2O=NaHCO3NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2。4.B從海水中提取溴，先用氧化劑將溴離子氧化為溴單質(zhì)，再用熱空氣吹出后用堿液吸收。5.BFe3和I2的氧化性都不如Br2的強(qiáng)，C、D不正確；酸性KMnO4溶液能氧化Br，但不適合工業(yè)生產(chǎn)用，KMnO4價(jià)格比較貴。6.D灼燒海帶應(yīng)用坩堝，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)濾時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，B項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水的小，萃取后的混合溶液中苯在上層，應(yīng)從分液漏斗上口倒出，C項(xiàng)錯(cuò)誤。7.A向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)槌壬?，?yīng)是溴水的顏色，則甲中必含有Br，被Cl2置換生成了Br2，由此否定了C、D；再加丙溶液，顏色無(wú)明顯變化，說(shuō)明丙溶液中不含

21、I，否則加入后應(yīng)被Br2所置換，生成I2，溶液應(yīng)為藍(lán)色，與題給條件不符，則丙溶液只能含有Cl，I必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有Br、I、Cl。8.B，該反應(yīng)中I2為氧化產(chǎn)物，H2O2作氧化劑，根據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)檠趸瘎┭趸a(chǎn)物，所以氧化性H2O2I2；反應(yīng)中每生成1 mol I2，轉(zhuǎn)移2 mol電子。9.(1)Cl22Br=2ClBr2Br2Br2(2)Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(3)分液漏斗解析工業(yè)上提取溴的原理：將氯氣通入到富含溴離子的海水中，把溴置換出來(lái)，然后被某些溶液吸收，再提純即可得到。Cl22Br=2ClBr2，溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，方法(3)是利用物理方法，用有機(jī)溶劑溶解，因?yàn)殇逡兹苡谟袡C(jī)溶劑，作為海水中萃取溴的溶劑只能是四氯化碳。10.(1)加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，沉淀用水洗滌(2)攪拌，加速固體溶解引流，防止液體外濺攪拌，防止因局部過(guò)熱而使液體或晶體飛濺解析(1)為防止引入新雜質(zhì)，可用MgCl2溶液將Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，