1、第一节自然资源的开发利用第1课时金属矿物的开发利用海水资源的开发利用课后训练巩固提升一、双基巩固学考突破1.金属冶炼的实质是()。A.金属元素失去电子B.金属元素获得电子C.金属元素被氧化D.金属元素可能被氧化,也可能被还原答案:B解析:大多数金属元素在自然界中以化合物形式存在,其化合价为正价,在冶炼过程中得电子被还原。2.利用铝热反应焊接钢轨是利用()。A.铝与氧气反应生成稳定的保护层B.铝是热的良导体C.铝是强还原剂,铝热反应放热D.铝合金强度大答案:C解析:铝是强还原剂,铝热反应放出大量的热,反应过程中生成了液态铁,从而将钢轨焊接在一起。3.已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种
2、必然的联系,请你推测:下列事件发生在铁器时代之前的是()。A.金属铝的冶炼B.青铜器的制作C.金属钾的使用D.戴维发现金属钠答案:B解析:金属单质的发现和使用与金属活动性顺序有关。金属活动性越弱,越易被还原成金属单质,也越早被发现和使用。在四个选项中只有铜的金属活动性比铁的金属活动性弱,B项符合题意。4.下列说法正确的是()。A.有些活泼金属(如铝)可作热还原法的还原剂B.用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D.回收废旧金属不如冶炼矿石更经济答案:A解析:铝的还原性强,可以作还原剂冶炼一些熔点高的金属,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,A项正
3、确;电解NaCl溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取,B项错误;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还原出来,C项错误;回收废旧金属有很好的经济效益和社会效益,D项错误。5.中国食盐产量居世界首位。下列实验操作的原理与“海水晒盐”的原理类似的是()。A.蒸馏B.蒸发C.过滤D.搅拌答案:B解析:实验室中的“蒸发”操作是利用水受热变成水蒸气,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程,这与“海水晒盐”的原理是相似的。6.海水中含有丰富的化学资源,不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()。A.氯、溴、碘B.钠、镁、铝C.烧碱、氢气D.食盐、淡水答案:D解析:海水通过蒸发就可以得
4、到食盐和淡水,其他必须通过化学反应制得。7.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()。A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收答案:C解析:通入Cl2,反应为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A项正确;粗盐中Mg2+、S等杂质可加入沉淀剂除去,K+等杂质只能通过重结晶除去,B项正确;工业生产常用石灰乳作沉淀剂,C项错误;苦卤中含溴离子少,通Cl2后,Br2浓度小,吹出后通入SO2吸收,SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,D项正确。8.用铝热法
5、还原下列化合物,若获得相同物质的量的金属,消耗铝最少的是()。A.MnO2B.Cr2O3C.WO3D.CuO答案:D解析:生成相同物质的量的金属,该金属在化合物中化合价越高,则消耗铝越多;反之则越少。在这四种化合物中D项中Cu的化合价最低,故选D。9.工业上冶炼单质Ag的反应为2Ag2O4Ag+O2,该方法在金属冶炼中被称为()。A.电解法B.热还原法C.热分解法D.置换法答案:C解析:银是不活泼的金属,工业上冶炼单质Ag可以用热分解法。10.工业上获得金属镁采用的冶炼方法是()。A.加热分解氧化镁B.电解熔融氯化镁C.高温下发生铝热反应D.高温下用氢气还原答案:B解析:金属镁的活动性较强,工
6、业上一般采用电解熔融氯化镁制备金属镁。11.冶炼金属常用以下几种方法:用C、CO或H2作还原剂还原;用较活泼金属Na、Mg等还原;利用铝热反应原理用Al还原;电解法;热分解法。下列各组金属采用哪种方法还原最好?(填序号)(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属。(3)Hg、Ag等不活泼金属。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属。答案:(1)(2)(3)(4)解析:(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属一般选择热还原法(还原剂有C、CO、H2等);(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属一般选择电解法;(3)Hg、Ag等不活泼金属一般选择热分解法;(4)V、C
7、r、Mn、W等高熔点金属一般采用铝热反应,即以Al为还原剂进行冶炼。12.古代的“药金”外观与黄金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800 ,得到金光闪闪的“药金”。(1)“药金”的主要成分是。(2)写出冶炼过程中发生反应的化学方程式。答案:(1)铜、锌(2)ZnCO3ZnO+CO2,2Cu2O+C4Cu+CO2,2ZnO+C2Zn+CO2。解析:由碳酸钙的热稳定性可推知,高温下碳酸锌分解生成氧化锌和CO2,木炭将Cu2O、ZnO还原为金属铜和锌,故“药金”的主要成分是铜、锌。二、选考奠基素养提升1.从海水中提取金属镁的生产步骤有:浓缩结晶加熟石
8、灰加盐酸过滤熔融电解正确的生产顺序是()。A.B.C.D.答案:C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。加盐酸将Mg(OH)2转化为MgCl2溶液,MgCl2溶液经浓缩结晶,脱水,然后电解熔融无水MgCl2可得金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2。2.在“吹出法”工艺中,有的选用纯碱溶液作溴蒸气的吸收剂,也有的选用SO2作溴蒸气的吸收剂,下列有关说法正确的是()。A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱作还原剂D.用纯碱溶液作吸收剂只发生
9、了复分解反应答案:B解析:用纯碱吸收溴蒸气发生反应的离子方程式为3Br2+3CBr+5Br-+3CO2,Br2发生自身的氧化还原反应,Br2既作氧化剂,又作还原剂,发生了氧化还原反应,故A项、C项、D项错误;用SO2吸收溴蒸气,发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,Br2作氧化剂。3.(双选)化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是()。A.人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界中的存在状态有关B.人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C.工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、AlD.工业上可用空
10、气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4答案:AD解析:人类对金属的认识与其在自然界中的存在状态有着密切的关系。石油是不可再生资源,它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。AlCl3是共价化合物,电解熔融AlCl3得不到Al。将铜粉放在稀硫酸中,不断通入空气,加热即可生成CuSO4:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。4.海洋中有大量的宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴,其工业制法为把海水浓缩得盐卤,然后加热到363 K,控制pH为3.5,通入氯气把溴置换出来,然后用一种气体X把溴吹出,再用纯碱溶液吸收,这时,溴转化为溴离子和溴酸根离子,最后用硫酸酸化,单质溴可从溶液中析出。(1)把溴吹
11、出的气体X,最可能用下面的。A.乙烯B.空气C.氩气D.CO2(2)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染,某实验小组准备收集工厂的空气测定溴的含量,提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液,请你为他们设计收集一瓶工厂内空气的方法。(3)纯碱溶液吸收溴蒸气的化学方程式为,硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为。答案:(1)B(2)把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂,在工厂内把其中的液体全部倒出,然后加盖密封。(3)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO25Br-+Br+6H+3Br2+3H2O解析:(1)吹出的溴单质用Na2CO3溶液吸收,不能用CO2
12、吹出Br2,是因为CO2与Na2CO3溶液能发生反应,乙烯与溴单质发生加成反应,氩气的使用在工业上成本较高,因此最可能用的是空气。(2)Br2不溶于饱和NaBr溶液,将装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂,倒出其中的液体,然后密封试剂瓶,即得一瓶工厂内的空气。(3)根据题中提供的信息,按要求书写即可。5.海水占地球总储水量的97%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。(1)工业上电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业”。也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯气,该反应的化学方程式为。(2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理
13、含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:试写出反应的化学方程式:;。答案:(1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2(2)NaOH+SO2NaHSO3H2+Cl22HClNaHSO3+HClNaCl+SO2+H2O解析:(1)电解熔融NaCl的化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2。(2)该流程清晰地展示了氯碱工业产品及NaCl循环治理含SO2的废气并回收SO2的原理,根据要求写出化学方程式即可。6.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)常用作白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含Fe2O3杂质)制备TiO2流程如图。(1)步骤加Fe的目的是;步骤冷却的目的是。(2)由TiO2制取单质钛(Ti)的步骤如下:TiO2TiCl4Ti。反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti是在Ar气氛中进行的,理由是。答案:(1)将Fe3+还原为Fe2+析出绿矾(FeSO47H2O)(2)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应解析:(1)分析流程图可知,铁最终转化成副产物绿矾,所以加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+;降温减小FeSO47H2O的溶解度,有利于绿矾结晶析出。(2)Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应,故在Ar气氛中进行,以隔绝空气。