1、金属矿物的开发利用与海水资源的开发利用一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1下列说法错误的是(C)A对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等解析：活泼金属的冶炼是电解其熔融盐如MgCl2、NaCl等，或熔融氧化物如Al2O3等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。2将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，在高温下恰好完全反应，所得固体中含金属单质的质量为18 g，则该氧化物粉末可能是(C)ACr2O3和V2
2、O5 BMnO2和Cr2O3CFe2O3和V2O5 DFe3O4和FeO解析：9 g铝参加反应转移1 mol电子。利用极端假设法判断，一种金属元素被还原后其质量大于18 g，另一种金属元素被还原后其质量小于18 g，Cr2O3中的Cr得到1 mol电子，对应生成铬单质的质量为17.3 g，V2O5中的V得到1 mol电子，对应生成钒单质的质量为10.2 g，MnO2中的Mn得到1 mol电子，对应生成锰单质的质量为13.75 g，Fe2O3中的Fe得到1 mol电子，对应生成铁单质的质量为18.7 g，A、B错误，C正确；Fe3O4中Fe的化合价可理解为2价和3价，1个氧离子可失去2个电子，当
3、Fe3O4中Fe得到1 mol电子时，对应生成的铁单质的质量为21 g，FeO中的Fe得到1 mol电子，对应生成铁单质的质量为28 g，故D错误。3钛(Ti)有“未来钢铁”之称，工业上常以反应TiCl42MgTi2MgCl2获得海绵状钛，该反应在下列哪种环境中进行(A)A稀有气体中 B空气中C氮气中 DCO2气体中解析：因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应，所以应选择没有这些气体存在的反应环境，故A正确。4下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(C)冶炼原理方法A2HgO2HgO2热分解法B2Al2O3(熔融)4Al3O2电解法CCu2SO22CuSO2热分解法DFe2O32Al2FeAl
4、2O3热还原法解析：活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。5NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(A)烧碱纯碱金属钠氯气盐酸A BC D解析：从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式分别为：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，2NaCl(熔融)2NaCl2，NaC
5、lNH3H2OCO2=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，Cl2H22HCl。6水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源。在世界许多地方，对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，同时有许多地区也濒临水资源利用之不平衡。下列关于水的说法错误的是(D)A蒸馏法是海水淡化的方法之一B淡水的密度小于海水的密度C融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D0 以上，温度越高，水的密度越小解析：海水中溶有Na、Mg2、Cl和SO等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏法将其分离，A正确；上述杂质的溶入使水溶液的密度增大，B正确；雪和雨水成分相同，是水蒸发形成的水蒸气凝结
6、而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断地与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C正确；由于水在4 时密度最大，在04 之间时，密度增大，而在4 以上时水的密度减小，D错误。7如果实行海水淡化来供给居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是(A)A加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化B利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C将海水缓慢降温凝固以获取淡水D将海水通过离子交换树脂以除去各种离子解析：海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，加明矾，明矾的主要成分是KAl(SO4)212H2O，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。8在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：NaK
7、ClNaClK，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。物质KNaKClNaCl熔点()63.697.8770801沸点()7748831 5001 413根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为(C)A770 B801 C850 D770801 解析：K、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K汽化。其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K，故应在801883 间合理。二、不定项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的
8、得2分，有选错的得0分。9下列关于金属冶炼的叙述正确的是(BC)A工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁B金属钠、铝用电解法制备，铜可用热还原法制备CCO还原磁铁矿得到9 mol铁时共转移24 mol电子D电解饱和氯化镁溶液可得金属镁解析：用铝热反应大量冶炼金属铁成本高、经济效益差，工业冶炼金属铁常用热还原法，原料为铁矿石、焦炭和石灰石，A错误；金属钠、铝活泼性强，用电解法制备，铜可用热还原法制备，B正确；磁铁矿的化学成分为Fe3O4，根据反应4COFe3O43Fe4CO2知，CO还原磁铁矿得到9 mol铁时共转移24 mol电子，C正确；电解饱和氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，金属镁的冶
9、炼方法为电解熔融的氯化镁，D错误。10从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是(D)解析：物质的灼烧应该选用耐高温的坩埚，A错；过滤操作中，向漏斗中加液体要用玻璃棒引流，B错；碘的苯溶液在上层，应由分液漏斗的上口倒出，C错；固液分离可以用蒸馏法分离，D对。11从海水中提取部分物质的过程如图所示，下列有关说法错误的是(BC)A过程需要加入化学试剂、沉淀、过滤等操作B“母液无水MgCl2”一系列变化中涉及氧化还原反应C工业上一般用电解氯化镁溶液的方法制取镁单质D过程和均可由反应：2BrCl2=Br22Cl实现，该反应属于置换反应解析：粗盐中含有Na2SO4、CaCl2、MgCl2、泥
10、沙等杂质，所以过程需要通过加入化学试剂、沉淀、过滤等操作除去杂质，A正确；“母液无水MgCl2”一系列变化中元素的化合价未发生变化，未涉及氧化还原反应，B错误；工业上制取单质Mg常采用电解熔融MgCl2的方法，电解MgCl2溶液不能得到金属镁，C错误；过程和均可由反应：2BrCl2=Br22Cl实现，该反应属于置换反应，D正确。12铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；焙烧：2PbS3O22PbO2SO2；制粗铅：PbOCPbCO；PbOCOPbCO2。下列说法正确的是(CD)A浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOC整个冶炼
11、过程中，制取1 mol Pb共转移8 mol电子D将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳解析：浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；方铅矿焙烧反应2PbS3O22PbO2SO2中，PbS中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故B错误；整个冶炼过程中，1 mol PbS转化为PbO转移电子是6 mol，1 mol PbO转化为Pb转移电子是2 mol，所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子，故C正确；将1 mol PbS冶炼成Pb的过程中，根据方程式得出：2PbS2PbOC2Pb，1 mol PbS冶炼成Pb理论上
12、至少需要0.5 mol的碳，即需要6 g碳，故D正确。三、非选择题：共52分。13(16分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为：8CuFeS221O28Cu4FeO2Fe2O316SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为2，反应中被还原的元素是Cu、O(填元素符号)。(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是b、c(填代号)。a高空排放 b用于制备硫酸c用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d用浓硫酸吸收(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：用稀盐酸浸取炉渣，
13、过滤。滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。根据以上信息回答下列问题：a除去Al3的离子方程式是Al34OH=AlO2H2O。b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸稀硫酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水所选试剂为稀硫酸、KMnO4溶液。证明炉渣中含有FeO的实验现象为稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色。解析：(1)分析方程式中各元素化合价可知，氧元素、铜元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境，不能排入空气中，浓硫酸不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。(
14、3)Al3与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe3与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将Al3除去。反应的离子方程式为：Al34OH=AlO2H2O。若要证明炉渣中含有FeO需要首先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，结合试剂分析可知，将该溶液加入到高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。14(10分)孔雀石的主要成分为CuCO3Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸将反应后的混合物过滤向滤液中加入一种金属粉末根据上述实验方案，试回答：(1)第步反应中的现象为固体溶解，有无色
15、气体生成，溶液变成蓝色。(2)第步加入的金属粉末是Fe，理由是铁比铜活泼，可从溶液中置换出铜。(3)向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热后通入氢气气体，可得到较纯净的铜和水。解析：孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。15(12分)海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：(1)实验操作的名称是萃取、分液，所用主要仪器名称为分液漏斗。(2)提取碘的过
16、程中，可供选择的有机试剂是BD(填序号)。A酒精(沸点78 ) B四氯化碳(沸点77 )C甘油(沸点290 ) D苯(沸点80 )(3)在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)C溶液，反应的离子方程式IClI=I2Cl。AKIO3 BHClO CKI DBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是蒸馏法。解析：从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作中，为使少量的ICl中的碘
17、全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为IClKI=I2KCl。16(14分)某化学研究性学习小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br2的沸点为59 ，微溶于水，有毒性。该小组设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置已略去)：连接装置A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入氯气至反应结束；关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；进行步骤的同时，向B中通入足量SO2；关闭b，打开a，通过A向B中缓慢通入足量Cl2；将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。请回答：(1)步骤中鼓入热空气的作用为使A中生成的Br2随空气进入B中。(2)步骤中发生的主
18、要反应的离子方程式为Br2SO22H2O=4H2BrSO。(3)此实验中尾气可用c(填序号)吸收处理。a水 b浓硫酸cNaOH溶液 d饱和NaCl溶液(4)若直接连接A与C，进行步骤和，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等物质，该反应的化学方程式为3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2。(5)与B装置相比，采用C装置的优点为操作简单、污染小。解析：(1)本实验是模拟工业上空气吹出法制溴的流程。第步吹入热空气的目的是使生成的溴单质被空气吹入到吸收装置中。(2)向溶液中通入二氧化硫来吸收溴单质，二者发生反应的离子方程式为Br2SO22H2O=4H2BrSO。(3)此实验的尾气中含有氯气、二氧化硫、挥发的溴，因此可以用氢氧化钠溶液吸收处理。(4)如果直接连接A与C，由题中的提示可知反应物为溴和碳酸钠，生成物中有NaBrO3，溴元素化合价发生变化，根据氯气在碱性条件下可发生歧化反应，推知溴也可发生类似的反应，即有NaBr生成，已知反应物与主要产物，利用氧化还原反应原理配平即可得到反应的化学方程式：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2。(5)与B装置相比，采用C装置的优点是操作简单，没有用到二氧化硫，减少了污染。