新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第8章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第1節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用課時(shí)作業(yè)新人教版必修第二冊(cè)

第八章第1節(jié)第1課時(shí)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一金屬冶煉的原理及方法1．下列各組物質(zhì)中，均能使Fe2O3還原成單質(zhì)鐵的是(D)A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、CC．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2解析：還原性強(qiáng)的物質(zhì)(如Al、C、H2、CO等)在肯定條件下都能把鐵從其氧化物中還原出來。2．(2024·長沙高一檢測)以下方法可用于工業(yè)冶煉金屬的是(C)A．電解熔融AlCl3獲得金屬鋁B．電解MgCl2溶液獲得金屬鎂C．用CO還原鐵礦石來獲得金屬鐵D．用H2還原HgO獲得Hg解析：AlCl3為共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解MgCl2溶液生成氫氣、氯氣、氫氧化鎂，B項(xiàng)錯(cuò)誤；用CO還原鐵礦石制取鐵，C項(xiàng)正確；汞為不活潑金屬，HgO受熱分解生成Hg和O2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二合理開發(fā)和利用金屬礦物資源3．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：[提示：偏鋁酸鈉與足量二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3]下列敘述正確的是(C)A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C．反應(yīng)②中通入的過量Y可以是CO2D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)解析：假如X為鹽酸，Al2O3和Fe2O3均溶解，X應(yīng)為NaOH，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2O3不溶于NaOH溶液，過濾后沉淀為Fe2O3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NaAlO2與過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，C項(xiàng)正確；Al2O3的電解為氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2024·成都高一檢測)Ti具備優(yōu)良的抗腐蝕性，被稱為將來金屬，工業(yè)上可以采納鎂熱還原法(高溫)制備，工藝流程如圖。[已知：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑]下列說法錯(cuò)誤的是(B)A．鎂熱還原的化學(xué)方程式為TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高溫))Ti＋2MgCl2B．整個(gè)工藝流程中，Cl元素化合價(jià)始終不變C．Ti和Mg高溫下化學(xué)性質(zhì)特別活潑，鎂熱還原需在惰性氣體中進(jìn)行D．Mg的循環(huán)運(yùn)用可以提高原料利用率，降低成本解析：鎂熱還原是高溫下Mg與TiCl4反應(yīng)生成Ti和MgCl2，化學(xué)方程式為TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高溫))Ti＋2MgCl2，故A正確；電解熔融MgCl2時(shí)發(fā)生反應(yīng)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑，該反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)從－1變?yōu)?,Cl元素化合價(jià)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；由于Ti和Mg高溫下化學(xué)性質(zhì)特別活潑，所以鎂熱還原需在惰性氣體中進(jìn)行，避開Ti和Mg被氧化，故C正確；由流程可知，Mg可以循環(huán)利用，從而提高了原料利用率，降低了成本，故D正確。題組三海水資源的利用5．海洋中隱藏著巨大的化學(xué)資源，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是(B)A．蒸發(fā)海水可以得到單質(zhì)碘B．蒸餾海水可以得到淡水C．電解海水可以得到單質(zhì)鎂D．電解海水可以制得金屬鈉解析：A項(xiàng)，海水中的碘元素以I－的形式存在，可以加氧化劑將I－氧化為I2，最終再萃取蒸餾即可得到碘單質(zhì)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，利用蒸餾法使水變?yōu)樗魵?，然后通過冷凝得到蒸餾水，能使海水淡化，正確；C項(xiàng)，電解熔融MgCl2可以獲得金屬M(fèi)g，電解海水得不到金屬M(fèi)g，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解熔融NaCl可以獲得金屬Na，電解海水得不到金屬Na，錯(cuò)誤。6．下列有關(guān)海水提取鎂的說法不正確的是(B)A．貝殼在海水提取鎂的生產(chǎn)流程中，主要經(jīng)驗(yàn)了CaCO3→CaO→Ca(OH)2的過程B．從海水中經(jīng)過過濾后的Mg2＋，利用OH－將其轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，然后電解Mg(OH)2制備純鎂C．工業(yè)生產(chǎn)中利用電解熔融MgCl2制備鎂D．在海水提取鎂的工業(yè)流程中，氯氣可以循環(huán)利用，用于制備鹽酸，再溶解Mg(OH)2解析：從海水中提取金屬鎂，是將貝殼轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2，然后將海水中的Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，將Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2，經(jīng)過電解熔融MgCl2，從而制得金屬鎂，所以A項(xiàng)和C項(xiàng)都是正確的，而B項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解熔融氯化鎂時(shí)，不僅得到了金屬鎂，同時(shí)也得到了氯氣，這些氯氣可以循環(huán)運(yùn)用，所以D也是正確的。7．(2024·廣州高一檢測)如圖是海水提溴的工藝流程。下列說法不正確的是(B)A．在海水中加“酸和氯氣”中酸的作用是中和海水中的堿性物質(zhì)B．“吹出塔”處熱空氣的作用是將多余的氯氣吹出C．“汲取塔”中發(fā)生的反應(yīng)為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBrD．以上流程“吹出塔”和“汲取塔”內(nèi)的反應(yīng)是為了富集海水中的溴解析：海水中加酸的作用是中和海水中的堿性物質(zhì)，增加氯氣的氧化實(shí)力，A項(xiàng)正確；“吹出塔”處熱空氣的作用是將生成的溴吹出到“汲取塔”中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中分析可知溴單質(zhì)被SO2和水汲取得到溴化氫溶液，發(fā)生反應(yīng)為：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，C項(xiàng)正確；通過吹出塔和汲取塔過程中發(fā)生的反應(yīng)富集溴，再通過蒸餾塔把溴離子氧化得到溴單質(zhì)，冷卻得到液溴，D項(xiàng)正確。8．“空氣吹出法”海水提溴的工藝流程如下：下列說法，不正確的是(B)A．試驗(yàn)室保存液溴通常加少量水B．海水提溴與海水提鎂發(fā)生的全部反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C．經(jīng)過汲取塔后，溴元素得到了富集D．蒸餾塔中也發(fā)生了化學(xué)改變解析：液溴易揮發(fā)，加水液封可以削減揮發(fā)損失，故A正確；海水提鎂的過程中，發(fā)生了鎂鹽與堿反應(yīng)生成氫氧化鎂的復(fù)分解反應(yīng)，為非氧化還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過汲取塔后，溶液中的Br－濃度遠(yuǎn)大于進(jìn)入吹出塔之前的海水中的Br－濃度，因此溴元素得到了富集，故C正確；蒸餾塔中發(fā)生的反應(yīng)為2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，故D正確。綜合強(qiáng)化9．我國古代“藥金”的冶煉方法是將爐甘石(ZnCO3)和赤銅礦(Cu2O)與木炭按肯定的比例混合后加熱至800℃，這種方法可煉出有金子般光澤的“藥金”。下列敘述正確的是(A)A．“藥金”實(shí)質(zhì)上是銅鋅合金B(yǎng)．冶煉爐中爐甘石干脆被木炭還原為鋅C．用王水可區(qū)分黃金和“藥金”D．用灼燒法不能區(qū)分黃金和“藥金”解析：冶煉“藥金”相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))ZnO＋CO2↑，2ZnO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Cu＋CO2↑，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；王水可以溶解黃金和“藥金”，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；用灼燒法可以區(qū)分黃金和“藥金”，因?yàn)楦邷叵曼S金與氧氣不反應(yīng)，而“藥金”可以與氧氣反應(yīng)，故灼燒后的“藥金”顏色有改變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．下列說法正確的是(B)A．電解NaCl溶液、熔融態(tài)的氯化鎂可制得相應(yīng)的金屬單質(zhì)B．工業(yè)上可用含Cu2S的礦石和氧化劑O2反應(yīng)冶煉CuC．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉高熔點(diǎn)金屬，如K、Ca、Cr、Mn等D．工業(yè)電解熔融態(tài)的Al2O3制Al時(shí)，加冰晶石的主要作用是提高Al的產(chǎn)量11．黃銅礦(CuFeS2)是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫和鐵的化合物。(1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2＋2lO2eq\o(=,\s\up7(高溫))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為＋2，反應(yīng)中被還原的元素是_Cu、O__(填元素符號(hào))。(2)上述冶煉過程產(chǎn)生大量SO2。下列處理方案中合理的是_bc__(填代號(hào))。a．高空排放b．用于制備硫酸c．用純堿溶液汲取制Na2SO3d．用濃硫酸汲取(3)利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。方法為①用稀鹽酸浸取爐渣，過濾。②濾液先氧化，再加入過量NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3。依據(jù)以上信息回答下列問題：a．除去Al3＋的離子方程式是Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。b．選用供應(yīng)的試劑，設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO。供應(yīng)的試劑：稀鹽酸稀硫酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水所選試劑為_稀硫酸、KMnO4溶液__。證明爐渣中含有FeO的試驗(yàn)現(xiàn)象為_稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液褪色__。解析：(1)分析方程式中各元素化合價(jià)可知eq\o(Cu,\s\up6(＋2,))→eq\o(Cu,\s\up6(0,))、eq\o(O,\s\up6(0,))→eq\o(O,\s\up6(－2,))，氧元素、銅元素在反應(yīng)中被還原。(2)二氧化硫污染環(huán)境，不能排入空氣中，濃硫酸不能汲取二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“變廢為寶”制硫酸，也可以用純堿汲取制亞硫酸鈉。(3)a.Al3＋與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，而Fe3＋與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，過濾，將Al3＋除去。反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。b.若要證明爐渣中含有FeO須要首先將其溶解，生成可溶性的亞鐵鹽，結(jié)合試劑分析可知，將高錳酸鉀溶液滴加至該溶液中，亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，因此，可以使高錳酸鉀溶液褪色。12．海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖所示：(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。(2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。(3)從理論上考慮，下列物質(zhì)也能充分汲取Br2的是_ABC__(填字母)。A．NaOH B．FeCl2C．Na2SO3 D．H2O(4)步驟⑤蒸餾過程中，溫度應(yīng)限制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過低，則_溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低__。解析：(1)(2)(3)問相對(duì)簡潔，讀懂流程圖，可以寫出2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2、Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；只從理論上考慮，NaOH具有強(qiáng)堿性，能汲取Br2，F(xiàn)e2＋、SOeq\o\al(2－,3)具有強(qiáng)還原性也能汲取Br2，但Br2在水中的溶解度較小，不能被充分汲取。(4)在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5℃，水的沸點(diǎn)是100℃，溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴蒸氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低。13．假如你是一位企業(yè)家，在眾多開發(fā)海水資源的項(xiàng)目中，選擇了海水提鎂。請(qǐng)依據(jù)下列表中信息，按要求回答相關(guān)問題：表1海水中部分元素的含量元素濃度/(mg·L－1)元素濃度/(mg·L－1)鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.06表2部分化學(xué)試劑的市場價(jià)格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格/(元/噸)523823001200700(1)在海水提鎂的過程中要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集、分別，有以下三個(gè)方案：方案一：干脆往海水中加入沉淀劑；方案二：加熱蒸發(fā)海水后再加入沉淀劑；方案三：在曬鹽后所得的鹵水中加入沉淀劑。你認(rèn)為方案_三__最合理。不選方案_一__的理由是_海水中鎂離子的濃度太低，必需加入大量的沉淀劑才能沉淀Mg2＋，奢侈沉淀劑__；不選方案_二__的理由是_加熱蒸發(fā)海水需耗費(fèi)大量能源__。(2)表2中，應(yīng)當(dāng)選擇_CaO__作為鎂離子的沉淀劑。若不考慮其他費(fèi)用，則沉淀等量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)格之比為_230∶49__。(3)在海水提鎂的過程中，可考慮以海邊貝殼為原料，理由是_貝殼中含