1、第1课时 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪种气体氛围中冷却(A)AH2 BCO2CO2 D空气解析：只有H2与金属镁不反应，故选A。2海水综合利用的工艺流程如图所示(粗盐中的可溶性杂质有MgCl2、CaCl2、Na2SO4)。下列说法错误的是(A)A过程加入的药品顺序为Na2CO3溶液BaCl2溶液NaOH溶液过滤后加盐酸B从过程到过程的目的是为了浓缩富集溴C火力发电厂燃煤排放的含SO2的烟气经处理后可用在过程反应中D在过程或反应中每氧化0.2 mol Br-需消耗标准状况下2.2
2、4 L Cl2解析：过程的提纯中需除去镁离子、钙离子、硫酸根离子，碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，故A错误；溴离子被氧化为溴单质后，被二氧化硫吸收生成溴离子，加入氧化剂氧化溴离子为溴单质，富集溴元素，从过程到过程的目的是浓缩富集溴，故B正确；火力发电厂燃煤排放的含SO2的烟气经处理后可以吸收氧化得到的溴单质，发生氧化还原反应得到HBr，通入氧化剂得到单质溴，起到富集溴元素作用，故C正确；过程或发生反应的离子方程式为2Br-Cl2=Br22Cl-，每氧化0.2 mol Br-需消耗0.1 mol Cl2,0.1 mol Cl2在标准状况下的体积为2.24 L，故D正确。3由海水制备无
3、水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是(D)A BC D解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。4海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是(D)试剂M是盐酸流程中的反应全部都是非氧化还原反应操作b只是过滤用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A BC D解析：电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此是错误的。操作b应是蒸发、结晶，过滤，因
4、此是错误的。二、非选择题5海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：取3 g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，冷却；将海带灰转移到小烧杯中加蒸馏水，搅拌，煮沸23 min，使可溶物质溶解，过滤；向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL过氧化氢溶液，观察现象；取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；向剩余的滤液中加入1 mL四氯化碳，振荡静置，观察现象；向加有四氯化碳的溶液中加入氢氧化钠溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。请回答下列问题：(1)海带中碘元素是
5、_碘离子_(填“碘离子”“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，原因是_防止碘元素的损失_。(2)可说明海带中含有碘的现象有_步骤中加入淀粉溶液后变蓝，步骤中下层液体呈紫红色_。(3)操作叫做_萃取_，操作的目的是_回收四氯化碳_。解析：海带中碘元素以碘离子的形式存在，且易溶于水，为防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步骤中加入淀粉溶液后变蓝；步骤中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作是萃取碘水中的碘，操作是为了回收四氯化碳。6钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2
6、和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：(1)步骤加Fe的目的是_将Fe3还原为Fe2_；步骤冷却的目的是_析出绿矾(FeSO47H2O)_。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_绿矾(FeSO47H2O)_；考虑成本和废物综合利用因素，水浸后废液中应加入_生石灰(或碳酸钙、废碱)_处理。(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为反应TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar气氛中进行的理由是_防止高温下镁或钛与O2、N2等反应_。解析：(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将
7、3价Fe转化为2价Fe，降温减小FeSO4的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为TiO22H2O=H2TiO32H，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。(3)反应后Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。7海洋约占地球表面积的71%，具有十分丰富的资源。海洋资源包括：海洋生物资源(图1)；海底矿产资源(包括石油天然气等，图2)；海洋能源，包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。它们是“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成环境污染(图3)。(1)海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很
8、高。试分析其原因。_由于金、铀等微量元素在海水中的含量很低，从海水中富集含微量元素的化合物需要很高的成本。_(2)潮汐能是一种应用前景广阔的绿色能源，试分析开发利用潮汐能的途径有哪些？_人们通常把潮汐和潮流中所包含的机械能统称为潮汐能。潮汐能的利用一般分两种形式：一是利用潮汐的动能，直接利用潮流前进的力量来推动水车、水泵或水轮发电机；二是利用潮汐的位能，在电站上下游有落差时引水发电。_能力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1我国古代炼丹家魏伯阳所著周易参同契是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下(B)A活泼
9、B稳定C易氧化 D易还原解析：金的性质稳定，在强烈条件下也不反应。2除去Cu粉中的Al粉，下列方法不可取的是(BC)A加入稀H2SO4，过滤B加入NaCl溶液，过滤C加入Cu(OH)2溶液，过滤D加入CuSO4溶液，过滤解析：A、D项均可溶解Al使其进入溶液，从而与Cu分离，故选BC项。3铝的活泼性较强，直到十八世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用铝制作的，现在还保存在大英博物馆中，下列冶炼铝的方法正确的是(A)AAl2O3(熔融)AlBAl2O3AlCl3(熔融)AlCAl(OH)3AlDAl2O3Al解析：H2、CO、C等皆不能将Al2O3或A
10、l(OH)3还原为Al，C、D不正确。AlCl3是共价化合物，熔融后不导电，B不正确。4以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2SO22CuSO2。下列说法不正确的是(AC)A化合价发生变化的元素有2种BCu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂C1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4 molDSO2被分离、回收后氧化生成SO3，作为制取硫酸的原料解析：分析反应中化合价的变化： 2，反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变；Cu2S中Cu元素化合价降低，S元素化合价升高，因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂；根据S元素化合价的改变可知，当1 mol O2参
11、加反应时，共转移电子6 mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。5某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案。你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(D)A取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成B取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无色，证明不含碘元素C取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素D取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素解析：海带的灰烬中含有的碘元素，是以I-形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确；D中发生了氧化还原反应：H2O22I-2H=I22H2
12、O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。二、非选择题6铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下：(1)写出得到单质铁的化学方程式：_Fe2O33CO2Fe3CO2_。(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验证生成了单质铁：_取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成了单质铁_。(3)装置末端气球的作用为_收集未反应的CO，防止污染空气_。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO并说明原因_先停止加热，防止生成的铁再次被氧化_。解析：检
13、验是否生成单质铁，在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁；反应结束后，得到的铁还是赤热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入CO。7工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？_不能_(填“能”或“不能”)，原因是_若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯_。(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大
14、得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重_。(3)写出反应的离子方程式。_Cl22Br-=Br22Cl-Ca2SO=CaSO4Mg22OH-=Mg(OH)2_。解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。(2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。8在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯
15、净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案。甲：CuO溶于适量稀硫酸中；在的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。乙：铁与稀硫酸反应得氢气；用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系_B_(填字母)。A相同 B甲多C乙多 D以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制的铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因：_产物中可能混有铁并且没有洗涤_，完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入_过量稀硫酸_，不断搅拌，然后_过滤、洗涤，烘干_即得到纯净的铜。解析：(1)在用氢气还原氧化铜的反应中，应先通入H2，赶走空气，然后才能加热，并且反应结束后应先撤去酒精灯，再停止通入H2，因此所制得的H2并没有全部参与CuO的还原，故生成的铜少。(2)甲方案中铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中混有铁粉也可能混有FeSO4。而乙方案中可能混有CuO，应加入稀硫酸除去CuO。
