2013屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 10.1 開發(fā)和利用金屬礦物和海水資源 新人教版

1、第十單元 化學(xué)與自然資源的開發(fā)和利用第1講 開發(fā)和利用金屬礦物和海水資源隨堂演練鞏固101.近年來,科學(xué)家正在探索利用鋁粉作為新能源的可能性,以期鋁能成為一種石油的取代物。假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,關(guān)于其有利因素的下列說法,你認(rèn)為哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的( ) A.鋁質(zhì)輕,便于運(yùn)輸、貯存,且安全 B.鋁燃燒時(shí)放出的熱量大,且燃燒后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染容易得到有效的控制 C.在地球上,鋁礦資源比較豐富 D.現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術(shù)已為鋁作為新能源奠定了重要基礎(chǔ) 【解析】 現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術(shù)為電解熔融的氧化鋁,需要消耗大量的電能,若鋁作為一種普遍使用的新型能源,一定要想法解決鋁的冶煉問題,關(guān)鍵就在

2、于如何利用太陽能等可再生的廉價(jià)的新能源,采用新技術(shù)來生產(chǎn)鋁。 【答案】 D 2.用鋁熱法還原下列氧化物制得金屬各1 mol,消耗鋁最少的是( ) A. B. C. D. 【解析】 用鋁熱法還原金屬氧化物時(shí),Al作還原劑,金屬氧化物作氧化劑。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì),顯然,在氧化物中金屬化合價(jià)越高,變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需獲得的電子越多,消耗鋁越多;金屬化合價(jià)越低,得電子數(shù)越少,消耗鋁越少。以上金屬氧化物中金屬化合價(jià)分別為:Mn(+4)、W(+6)、Cr(+3)、。Co化合價(jià)最低,則D項(xiàng)消耗鋁最少。 【答案】 D 3.(2012福建長泰一中高三期中)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確

3、的是( ) A.明礬水解形成的膠體能吸附水中懸浮物,可用于水的凈化 B.在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊,可減緩船體的腐蝕速率 C.MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料 D.電解飽和溶液,可制得金屬鎂 【解析】 A項(xiàng),明礬凈水的原理是=膠體)+利用膠體)的吸附性進(jìn)行凈水;B項(xiàng),因?yàn)檩喆饕描F造外殼,鐵在海水中易被腐蝕。鍍上比鐵活潑的鋅能形成原電池,鋅作負(fù)極失去電子先被腐蝕,從而起到保護(hù)鐵的作用,即可減緩船體的腐蝕速率;氧化鎂的熔點(diǎn)是2 852 ,可用于制作耐高溫材料;電解飽和溶液,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為,不會(huì)產(chǎn)生金屬鎂,電解熔融的能制取單質(zhì)鎂,發(fā)生的反應(yīng)為。 【答案】 D 4. (2012山東青州一中訓(xùn)練)

4、若將海水淡化作飲用水使用,下列方法在原理上完全不可行的是( ) A.加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化 B.利用太陽能使海水蒸餾淡化 C.將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水 D.將海水通過離子交換樹脂,以除去所含離子 【解析】 明礬凈水是利用明礬在水中電離出的與水反應(yīng)生成的膠粒的吸附作用而除去水中的一些泥沙,并不能除去海水中的陰、陽離子而使海水淡化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;利用太陽能使海水蒸餾淡化,是有研究價(jià)值的一種淡化途徑;海水緩慢凝固后可結(jié)成冰,在這個(gè)過程中可以除去海水中的離子而淡化;將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法。 【答案】 A 5.(2011海南化學(xué),14)鎂化合物具有廣泛用

5、途。請(qǐng)回答有關(guān)鎂的下列問題: (1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的 ,還生成少量的 (填化學(xué)式); (2)是一種重要的有機(jī)合成試劑,其中鎂的化合價(jià)是 ,該化合物水解的化學(xué)方程式為 。 【解析】 (1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的MgO,還生成少量的和C。(2)該化合物中Cl顯-1價(jià),H顯+1價(jià),C顯-4價(jià),則中鎂的化合價(jià)是+2。 【答案】 (1)MgO 和C (2)+2 +HCl 課后作業(yè)夯基(時(shí)間:45分鐘 滿分:100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.(2012浙江溫州十校聯(lián)考) 化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)密切相關(guān)。下列有

6、關(guān)說法中,錯(cuò)誤的是( ) A.今夏,溫州地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的旱情,緩解旱情的措施之一是用碘化銀進(jìn)行人工增雨 B.新能源汽車的推廣與使用有助于減少光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生 C.利用太陽能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源有利于實(shí)現(xiàn)”低碳經(jīng)濟(jì)” D.華裔科學(xué)家高琨在光纖傳輸信息領(lǐng)域中取得突破性成就,光纖的主要成分是高純度的單質(zhì)硅 【解析】 光纖的主要成分是二氧化硅。 【答案】 D 2.(2012黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中,正確的是( ) A.制鈉:用海水為原料制得精鹽,再電解純凈的NaCl溶液 B.制鐵:以鐵礦石為原料,CO還原得鐵 C.制鎂:以海水為原料,經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體,用還原

7、可得鎂 D.制鋁:從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體,電解熔融的氯化鋁得到鋁 【解析】 電解法制取金屬鈉時(shí),需要電解熔融的NaCl,而不是電解其溶液,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鎂的還原性很強(qiáng),不能用熱還原法來制取,而應(yīng)用電解法制取,C項(xiàng)錯(cuò)誤;熔融的氯化鋁不導(dǎo)電,故不能電解其熔融物制取金屬鋁,而應(yīng)電解氧化鋁和冰晶石的共熔體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 B 3.(2011江蘇四市調(diào)考)下列六種工業(yè)生產(chǎn):用海水為原料提取鎂 制硅酸鹽水泥 制普通玻璃 冶煉生鐵 制漂白粉 接觸法制硫酸,其中必需用到石灰石作為原料的是( ) A. B. C. D. 【解析】 此題考查工業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)知識(shí),海水提鎂,需加入石灰乳,需要為原料。

8、制水泥的原料是黏土和石灰石;制玻璃的原料是純堿、石英和石灰石。冶煉生鐵需加入石灰石做造渣劑。制漂白粉用到石灰乳,需為原料;而制硫酸的原料是黃鐵礦、空氣和水。故選A。 【答案】 A 4.(2011廣東理綜,10)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探討Mg及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是( ) A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸,置鎂片于其中探討Mg的活潑性 B.將NaOH溶液緩慢滴入溶液中,觀察沉淀的生成 C.將濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾,洗滌并收集沉淀 D.將沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水固體 【解析】 A項(xiàng),直接將水加入濃硫酸中的操作是錯(cuò)誤的;B項(xiàng),緩慢滴加NaOH,會(huì)使其充分

9、吸入空氣中的而部分變?yōu)檫M(jìn)而致使生成部分沉淀;D項(xiàng),直接加熱蒸干溶液會(huì)得到不能得到。 【答案】 C 5.出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有覆蓋在其表面。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高 B.在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用 C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快 D.生成覆蓋物是化學(xué)腐蝕過程 【解析】 合金的各種性質(zhì)與構(gòu)成合金的元素之間有很大的差異,如合金熔沸點(diǎn)低于構(gòu)成合金的各組分的熔沸點(diǎn),機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)于構(gòu)成合金的各組分的機(jī)械強(qiáng)度等等,A錯(cuò)誤;錫比銅活潑,錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用,B正確;錫青銅文物在潮濕環(huán)境中容易發(fā)生吸氧腐蝕,腐蝕程度加快,C正確;生成覆蓋物是化學(xué)

10、腐蝕過程,不是電化學(xué)腐蝕過程,D正確。 【答案】 A 6.從海水中提取鎂的主要步驟 把貝殼燒成生石灰; 在海水中加入生石灰,過濾,洗滌沉淀物; 將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶、過濾; 在氯化氫熱氣流中加熱晶體; 電解上述所得鹽(熔融條件下)。 下列說法不正確的是( ) A.上述變化包括了分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)類型 B.貝殼燒成生石灰屬于吸熱反應(yīng) C.在氯化氫熱氣流中干燥晶體的目的是為了抑制陽離子的水解 D.步驟也可以采用電解該鹽水溶液的方法 【解析】 貝殼的主要成分為碳酸鈣,煅燒可得生石灰,該反應(yīng)為吸熱的分解反應(yīng),生石灰與水反應(yīng)為化合反應(yīng),熟石灰與氯化鎂反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng),A、B項(xiàng)正確;由制為

11、了防止水解,需要在氯化氫的氣流中加熱,C項(xiàng)正確;鎂為活潑金屬,電解其鹽溶液不能得到金屬鎂,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 D 7.(2011江蘇化學(xué),16改編)以硫鐵礦(主要成分為為原料制備氯化鐵晶體的工藝流程如下: 下列說法不正確的是( ) A.酸溶過程使用的酸也可以是硝酸,且過量 B.酸溶之后的后續(xù)過程中酸保持過量 C.通氯氣氧化后,產(chǎn)生的尾氣中含有氯氣和氯化氫 D.由制取無水需要在氯化氫的氣流中加熱 【解析】 酸溶時(shí)加入的酸是鹽酸,若加入硝酸,會(huì)引入難以除去的硝酸根離子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;酸溶之后的后續(xù)過程中酸保持過量可抑制的水解,B項(xiàng)正確;通氯氣氧化后,過量的氯氣逸出時(shí)可帶出溶液的氯化氫氣體,C項(xiàng)正確;

12、由制取無水時(shí),為了防止水解,需要在氯化氫的氣流中加熱,D項(xiàng)正確。 【答案】 A 8.下圖所示為一種用蒸餾法淡化海水的流程,已知減壓可以降低水的沸點(diǎn)。下列說法不正確的是( ) A從處進(jìn)入的海水的作用為冷卻 B從出流出的濃海水直接排放到海洋中 C從處流出的海水還不能直接飲用 D從處通入熱蒸氣是加熱海水,使之蒸發(fā) 【解析】 海水在處被加熱,通過減壓使之沸騰,獲得蒸餾水從處流出,被加熱的海水是在做完冷卻劑之后的海水,這樣可節(jié)約能源,而從處流出的濃海水則可引入鹽田制食鹽或用于提取金屬鎂等。 【答案】 B 9.(2011浙江理綜)海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案: 注:

13、溶液中某種離子的濃度小于1. 可認(rèn)為該離子不存在;實(shí)驗(yàn)過程中,假設(shè)溶液體積不變。 已知:K.;K.;K.;K5.61×10-12。 下列說法正確的是( ) A.沉淀物X為 B.濾液M中存在不存在 C.濾液N中存在、 D.步驟中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物Y為和的混合物 【解析】 步驟加入NaOH溶液與反應(yīng)生成與結(jié)合生成沉淀,A正確;假設(shè)操作加入的全部與反應(yīng)最多生成1. mol 而模擬海水中n.011 mol,所以M中c（Ca2+）少為0.01 錯(cuò)誤;濾液M中加NaOH固體后,c1. 濾液N中含c . . 即不存在錯(cuò)誤;加入4.2 g NaOH后,溶液中c0.105 與反

14、應(yīng)完后c0.005 mc（Ca2+）c0.011 .005 2.75.故無沉淀生成,D錯(cuò)誤。 【答案】 A 10.工業(yè)上制備氯化銅時(shí),是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80左右,慢慢加入粗制氧化銅粉末(含雜質(zhì)氧化亞鐵),充分?jǐn)嚢?使之溶解,反應(yīng)如下: CuO+2HCl FeO+2HCl 已知:.6時(shí)以形式完全沉淀;.4時(shí)以形式完全沉淀;pH在3 4時(shí)以形式完全沉淀。除去溶液中的可以采用的方法是( ) A.直接加堿,調(diào)整溶液.6 B.加純銅粉,將還原出來 C.先將氧化成再調(diào)整pH在3 4 D.通入硫化氫,使直接沉淀 【解析】 直接加堿,調(diào)整溶液.6,此時(shí)以形式完全沉淀,A項(xiàng)錯(cuò);銅與不反應(yīng)

15、,B項(xiàng)錯(cuò);硫化氫與不反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò);將氧化成再調(diào)整pH在3 4,既除去了又不減少項(xiàng)正確。 【答案】 C 二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題,共50分) 11.(12分)金屬鎂和鎂合金在航空、汽車制造和電子工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的用途,金屬鎂的冶煉有多種方法,其中之一為皮江法。該方法是以白云石為原料,經(jīng)高溫煅燒生成氧化物氧化物在還原爐中經(jīng)1 200真空條件下用硅鐵還原生成鎂蒸氣(鐵在反應(yīng)前后化合價(jià)不變),鎂蒸氣經(jīng)冷凝器冷聚為粗鎂,粗鎂再經(jīng)精煉、鑄錠得到成品金屬鎂。反應(yīng)工藝流程如下圖: (1)在冶煉過程中反應(yīng)溫度對(duì)生成金屬鎂的影響如圖,從圖中分析,還原反應(yīng)的反應(yīng)熱H 0(填”<“>“=

16、“),理由是 。 (2)還原爐中需要在1 200真空條件下反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系如下。 剩余壓強(qiáng)(mmHg) 760 10 1 0.1 平衡時(shí)的溫度() 2 370 1 700 1 430 1 235 真空條件對(duì)制備金屬鎂來講,可以達(dá)到的目的是: ; 。 (3)含鎂礦物常見的有菱鎂礦、白云石和光鹵石其中屬于。 A.復(fù)鹽 B.混合物 C.配合物 (4)寫出下列反應(yīng)的方程式: 煅燒白云石 。 與Si的反應(yīng) 。 【解析】 由圖像可以看出,升高溫度Mg的產(chǎn)率增大,即反應(yīng)正向進(jìn)行,說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);(2)由表中數(shù)據(jù)可知,壓強(qiáng)越小,平衡時(shí)的溫度越低,故真空條件一是防止金屬鎂被氧化,二是

17、可以降低溫度,節(jié)約能源;(3)光鹵石中含一種酸根離子和兩種金屬離子,故是一種復(fù)鹽;(4) MgO+Si2Mg。 【答案】 (1)> 升高溫度Mg的產(chǎn)率增大,反應(yīng)正向進(jìn)行,說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) (2)降低反應(yīng)所需溫度,節(jié)約能源 防止Mg被空氣氧化 (3)A (4) 2Mg 12.(12分)某同學(xué)按如下實(shí)驗(yàn)流程提取海帶中的碘,請(qǐng)回答相關(guān)問題。 (1)第步是將海帶放入 (填儀器名稱)中,用酒精燈充分加熱灰化。 (2)第步為了加快溶解速度并使碘離子充分進(jìn)入溶液,可以采取的措施是 (寫出兩條)。 (3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到某一步驟時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)碘的存在,具體方法是 。 (4)海帶灰中還含有其他無機(jī)鹽類(硫酸鹽、硝

18、酸鹽、碳酸鹽等),這些鹽類是在流程圖中的第 步(填編號(hào))與碘分離的。 【解析】 (1)物質(zhì)的灼燒應(yīng)在坩堝內(nèi)進(jìn)行。 (2)充分?jǐn)嚢?加熱煮沸均有利于碘離子溶解。 的檢驗(yàn),可取樣氧化后,用淀粉進(jìn)行檢驗(yàn)。 (4)海帶灰中還含有其他無機(jī)鹽類(硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等)不能在前面步驟的過濾操作中分離,應(yīng)該在萃取時(shí)與分離。 【答案】 (1)坩堝 (2)充分?jǐn)嚢?加熱煮沸 (3)取氧化后的溶液少量于試管中,滴加淀粉溶液,若溶液變藍(lán)證明含碘(或取過濾后的溶液少量于試管中,滴加幾滴氯水再滴加淀粉溶液,若溶液變藍(lán)證明含碘) (4) 13.(14分)(2011福建理綜,24)四氯化鈦是制取航天航空工業(yè)材料鈦合金的重

19、要原料。由鈦鐵礦(主要成分是制備等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下: 回答下列問題: (1)往中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生: 無色紫色 紫色無色 加入鐵屑的作用是 。 (2)在工藝過程中需要控制條件以形成n溶膠,該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在 范圍。 (3)若把中制得的固體n用酸清洗除去其中的雜質(zhì),還可制得鈦白粉。已知25 時(shí),KspFe(OH)3=3.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。 (4)已知: H=+140 H=-221 寫出中和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)和CO氣體的熱化學(xué)方程式: 。 (5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工

20、藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫出一項(xiàng))。 (6)依據(jù)下表信息,要精制含少量雜質(zhì)的可采用 方法。 熔點(diǎn)/ -25.0 -68.8 沸點(diǎn)/ 136.4 57.6 【解析】 (1)由于加入鐵屑至浸出液顯紫色結(jié)合方程式可以得到,鐵屑的作用為制備保護(hù)防止被氧化。 (2)溶膠即膠體,分散質(zhì)粒子大小為 -或1 -100 nm)之間。 (3)平衡常數(shù)K=c/cc/K/c=K/(K.。 (4)根據(jù)蓋斯定律,將題中兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加得:2CO(g) H=-81 (5)根據(jù)綠色化學(xué)的要求,從流程圖來看,由于反應(yīng)后還有廢氣、廢液、廢渣產(chǎn)生,所以,該實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)是:有三廢產(chǎn)生。 (6)由表中信

21、息得知,二者沸點(diǎn)差別較大,所以結(jié)合常見物質(zhì)的分離方法可采用蒸餾或精餾或分餾的方法。 【答案】 (1)使還原為;生成保護(hù)不被氧化 m - m(或其他合理答案) (3)2. 2CO(g) H=-81 (5)產(chǎn)生了廢氣、廢液、廢渣等(或其他合理答案) (6)蒸餾(或分餾,或精餾) 14.(12分)硫酸銅是一種重要的化工原料,工業(yè)上常用硫酸為原料來制備硫酸銅。 (1)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸過程中,焙燒硫鐵礦時(shí)產(chǎn)生的廢渣是一種二次資源。 為了從廢渣中磁選獲得品位合格的鐵精礦,高溫下利用CO使弱磁性轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):CO太多或太少都會(huì)導(dǎo)致磁鐵礦產(chǎn)率降低,原因是 。 氯化焙燒工藝是將廢渣用氯化鈣水溶液調(diào)和、成球、高溫焙燒,廢渣中與等在高溫下反應(yīng)放出HCl,HCl與金屬氧化物等反應(yīng)生成氯化物。反應(yīng)生成的各金屬氯化物以氣態(tài)形式逸出,進(jìn)而回收有色金屬和回返氯化鈣溶液。寫出氯化焙燒工藝中生成HCl的化學(xué)方程式 。 (2)測定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)步驟為: 步驟1:準(zhǔn)確稱量一個(gè)潔凈、干燥的坩堝; 步驟2:將一定量的硫酸銅晶體試樣研細(xì)后,放入坩堝中稱重; 步驟3:將盛有試樣的坩堝加熱,待晶體變成