1、3-7 开发利用金属矿物和海水资源 测试（测试时间：45分钟 满分 100分）姓名： 班级： 得分： 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列事实不能用金属活动性解释的是 （ ）A生活中可用铝制的水壶烧水B镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品C工业上常用热还原法冶炼铁，用电解法冶炼钠D电解法精炼铜时，其含有的Ag、Au杂质沉积在电解槽的底部【答案】A【解析】A中铝壶烧水，是因为铝的表面生成致密的氧化膜，但铝仍是一种活泼的金属，A错；B中破损锌仍做负极，铁做正极，对铁制品仍保护，B正确；铁是比较活泼的金属，通常采用热还原法，活泼的钠还原性特别强，只能用电解法，C正确；Ag、Au
2、不活泼，精炼铜时，按照铜溶解，它们只能在阳极形成阳极泥，D正确。2下列说法错误的是 （ ）加热HgO制取Hg 将钠加入氯化铜溶液中制取铜电解熔融氯化铝制取铝 电解饱和食盐水来制取金属钠不能利用铝热反应制取镁A B C D【答案】C【解析】Hg化学性质不稳定，加热HgO制取Hg，正确；Na金属活动性很强，制取Cu用热还原的方法，错误；氯化铝是共价化合物，要用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误；电解熔融食盐来制取金属钠，错误；Mg、Al是很活泼的金属，所以不能利用铝热反应制取镁，正确。因此制取方法错误的是，选项C正确。3从海带中提取碘的实验过程中涉及以下操作，其中正确的是 （ ）【答案】D【解析】A
3、将海带烧成灰要在坩埚中进行，错误；B过滤转移溶液时，要用玻璃棒引流，错误；C苯与水是互不相溶的两层液体，分离水与苯的碘溶液要使用分液的方法分离，由于苯的密度比水小，使用要在上口倒出碘的苯溶液，错误；D碘、苯是沸点不同的物质，可以用蒸馏的方法分离碘和苯并回收苯，正确。4人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是 （ ）A铁、金属活动性顺序表 B金、质量守恒定律C银、元素周期律 D铜、金属密度顺序表【答案】A【解析】金、银、铜、铁、锡五种金属的金属活动性顺序由弱到强的顺序为：金、银、铜、锡、铁，故A
4、项正确。5下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是 （ ）AMgCl2(熔融) Mg+Cl2 BAl2O33C 2Al3CO CFe2O3 +3CO 2Fe +3CO2 D2Ag2O 4AgO2【答案】B【解析】A.金属Mg在工业上就要用电解熔融的MgCl2的方法冶炼的的，正确；B.由于Al活动性很强，用一般的还原剂不能还原得到，所以在工业上一般用电解熔融的Al2O3的方法冶炼，电解方程式是：2Al2O32Al+3O2，错误；C.在工业上就是用焦炭在高温下还原铁的化合物的方法冶炼得到，正确；D.由于Ag的活动性较弱，所以一般就是用热分解的方法冶炼，正确。 6明代天工开物记载“火法”冶炼锌：
5、 “炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是 （ ）A倭铅是指金属锌和铅的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶炼Zn的反应方程式为：ZnCO3+2CZn+3COD该冶炼锌的方法属于热还原法【答案】A【解析】碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO。A、根据题意和反应方程式，倭铅是金属锌，A错误；B、煤炭中起作用的主要成分是C，作还原剂，B正确；C、冶炼Zn的反应方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO，C正确；D、该冶炼锌的方法属
6、于热还原法，D正确；答案选A。7已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 、604 ，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是 （ ）A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg【答案】D【解析】工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A项中使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解。因此不可行；B项中得不到MgCl2，C项中电解MgO时，由于MgO的熔点
7、很高，耗能大，所以经济效益差。8下列关于海水资源的说法不正确的是 （ ）A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等B.从海水中可以提取铀和重水等核原料C.海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值D.海水中金的储存量约为陆地的170倍，但它的富集程度却很低【答案】C【解析】A、海水淡化的方法是蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故说法正确；B、海水中可以提取铀和重水等核燃料，故说法正确；C、溴和氟元素不是微量元素，故说法错误；D、海水中许多元素富集程度很低，故说法正确。 9下列常见金属的冶炼原理中不合理的是 （ ）金属冶炼原理AFeFe2O3+3CO2Fe+3CO2BHg2Hg
8、O2Hg+O2CAl2Al2O34Al+3O2DNa2NaCl(熔融）2Na+Cl2【答案】C【解析】AFe是比较活泼的金属，可以用热还原的方法冶炼，正确；BHg是不活泼的金属，可以用热分解的方法冶炼，正确；CAl是活泼的金属，要用电解熔融的离子化合物氧化铝的方法冶炼，错误；D。Na是活泼的金属，用电解熔融NaCl的方法冶炼，正确。10下列叙述不正确的是 （ ）A根据金属活动性顺序表，可以推断冶炼金属时可能的方法BCaCl2、MgCl2晶体都容易潮解，它们潮解的实质是晶体表面吸水形成溶液C根据某元素原子的质子数和中子数，可以确定该元素的相对原子质量D根据酸、碱、盐的溶解性表，可以判断某些溶液中
9、的复分解反应能否进行【答案】C【解析】A、根据金属活动性顺序表，极活泼的金属用电解法冶炼，较活泼的金属用热还原法，不活泼的金属可用活泼金属置换，根据金属活动性顺序表可推断冶炼金属时可能的方法，A正确；B、CaCl2、MgCl2晶体都容易潮解，它们潮解的实质是晶体表面吸水形成溶液，B正确；C、根据某元素原子的质子数和中子数，可以确定该元素的质量数，由于元素可能存在同位素，元素的相对原子质量指各同位素相对原子质量的平均值，不能确定元素的相对原子质量，C错误；D、当有难溶物生成时，复分解反应可以发生，根据酸、碱、盐的溶解性表，可以判断某些溶液中的复分解反应能否进行，D正确；答案选C。 二、非选择题(
10、本题包括4小题，共50分)11（14分）辉铜矿是冶炼铜的重要原料（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu2S+O2=2Cu+SO2当产生标况下112L气体时，转移电子数目为 ；将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的 极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为 ；（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有 （任写一种）步骤中调节浸出液pH=35的作用是 ；步骤中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。i)Fe2O3+3H
11、2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2Oii)Cu2S+ Fe2(SO4)3 = CuSO4+CuS+2FeSO4iii) 步骤中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为 【答案】（1）3NA或18041024 （2分） 正 （2分） 65b/(a+b)（2分）（2）粉碎矿石、适当升高温度、搅拌 （2分）使Fe3+完全水解生成Fe（OH）3沉淀 （2分）MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O （2分）HCO3-+H+=CO2+H2O （2分）【解析】（1）标况下112L的二氧化硫的物质的量是05mol，在该反应中，只有S元素的化合价升高，从-2价升高到+4价，
12、失去6个电子，则产生05mol的二氧化硫时，转移05mol6=3mol电子，电子数为3NA；将粗铜进行电解精炼，粗铜作阳极，应与外电源的正极相连；精炼粗铜时，阴极发生的电极反应式是Cu2+2e-=Cu，而阳极发生的电极反应式有Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-= Cu2+，阴极增重ag，说明有a/64molCu析出，每有65gZn溶解进入溶液，则有64gCu在阴极析出，电解质溶液增重1g，现在电解质溶液增重bg,说明粗铜中有Zn的质量是65bg，设粗铜中铜的质量是xg，则65b+x-a=b，则粗铜的质量为65b+x=a+b，所以锌在粗铜中的质量分数是65b/(a+b)；（2）步骤1中用稀硫酸
13、浸取矿石，为提高浸取率可采取升高温度、将矿石粉碎、搅拌的措施；步骤中调节浸出液pH=35后得到氢氧化铁沉淀，所以该步操作的作用是将铁离子完全沉淀；催化剂是在反应前后化学性质和质量都不变的物质，在反应iii中应又生成硫酸铁，步骤I的总反应是二氧化锰与Cu2S的氧化还原反应，所以反应iii是二氧化锰把亚铁离子又氧化为铁离子，则化学方程式是MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O；步骤的目的是调节溶液的pH值，所以碳酸氢铵参与的离子反应为与氢离子反应生成二氧化碳和水，离子方程式为HCO3-+H+=CO2+H2O。12（12分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食
14、盐和溴的过程如下：（1）请列举海水淡化的两种方法： 、 。（2）步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br-，其目的为 。（3）步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为 。（4）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59微溶于水，有毒性和强腐蚀性他们参观生产过程后，了解到如下装置简图：请你参与分析讨论：图中仪器B的名称： 。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是 。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件： 。C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入Na
15、Br溶液，充分反应后，再进行的分离操作是 。【答案】（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法等中的任意两种（2分）（2）富集溴元素（1分）（3）SO2+Br2+2H2O=4H+SO42-+2Br-（2分）（4）冷凝管（1分）溴具有强腐蚀性，可以腐蚀橡胶（1分）要控制温度计b的温度，并收集59时的馏分（2分）深红棕色（1分）萃取、分液（2分）【解析】（1）海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等；（2）步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br-，目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素；（3）步骤II用SO2水溶液吸收Br
16、2，Br2具有氧化性，SO2具有还原性，二者发生氧化还原反应，产生硫酸和HBr。根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒，可得有关反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H+SO42-+2Br-；（4）图中仪器B的名称是冷凝管；整套实验装皿中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管。其原因是反应过程中有溴单质的产生，溴具有强腐蚀性，可以腐蚀橡胶；实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，控制关键条件操作是要控制温度计b的温度，并收集59时的馏分；C中液体是液溴，颜色为深红棕色；为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr,溶液，发生反应：Cl22NaBr=2NaClBr2，然后利用溴单质溶于有机物而
17、在水中溶解度小的性质，充分反应后，再进行萃取、分液的分离操作，就可以提纯溴单质。13（12分）【2016届北京西城一模】以铝土矿（主要成分是Al2O3，杂质有SiO2、Fe2O3等）为原料，采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示： （1）Al2O3可用于电解制Al，其反应的化学方程式是_。（2）调控反应池中钠铝元素之比一定时，Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_。（3）该生产过程中，需向沉淀池中加入X。 X 可为过量的CO2，则滤液II中主要的溶质是_，为了使滤液II循环利用，应补充的物质是_（选填字母）；aCaO bHCl cNa2CO
18、3 X 也可为少量Al(OH)3晶种（晶种可加速沉淀的生成），其优点是_。（4）测铝土矿中铝元素含量：I 将m g铝土矿样品经处理配成V mL溶液II 取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为a molL1III 另取少量该溶液，将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后，利用吸光度法测得吸光度为0.400（吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图），该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_（用字母表示）。电解冰晶石【答案】（1）2Al2O3（熔融）= 4Al+3O2（2分） （2）Al2O3+2OH=2AlO2+H2O （2分）（3） NaHCO3 （1分） a（2分） 滤液II
19、可直接循环使用（2分）（4）27V（a-0.040010-3）/1000m（3分）【解析】（1）工业上用电解熔融的Al2O3制取金属Al，氧化铝的熔点很高，需要冰晶石（Na3AlF6）做助溶剂，反应的化学方程式为2Al2O3（熔融）= 4Al+3O2。（2）Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH=2AlO2+H2O。（3） 根据流程图可知，滤液是偏铝酸钠溶液，碳酸的酸性强于Al(OH)3，所以CO2能与NaAlO2溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3 ，若CO2过量，生成NaHCO3，所以滤液II中主要的溶质是NaHCO3 ；因为NaHC
20、O3在碱性环境中的反应，可以使用生石灰将NaHCO3转化为CaCO3 和NaOH，答案选a。 根据题意，引入Al(OH)3晶种能够产生Al(OH)3沉淀，其优点是滤液II可直接循环使用。（4）根据图像可知，c(Fe2)浓度为0.04m mol/L，根据铁原子守恒，则c(Fe3)=0.0410-3mol/L，因为Fe3+、Al3+浓度之和为a molL1，所以c(Al3)=a-0.410-3，所以该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是27V（a-0.040010-3）/1000m。14（12分）镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应
21、用于汽车行业，以减重、节能、降低污染，改善环境。但金属镁性质活泼，能与空气中的O2、N2、CO2等反应，也能与沸水反应。其中，Mg与N2反应的产物Mg3N2与水反应：Mg3N26H2O3Mg(OH)22NH3。请回答下列问题：（1）甲组学生研究Mg能在CO2气体中燃烧，并研究其产物。将镁条在空气中加热点燃后迅速插入盛放CO2气体的集气瓶中，观察到的现象是_ _；化学反应方程式是_ _。（2）乙组学生根据上述甲组实验，认为Mg能在NO2中燃烧，可能产物为MgO、N2和Mg3N2。通过如下实验装置来验证反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。已知：NO2气体能被NaOH吸收。NH3H2O的电
22、离常数与CH3COOH电离常数相等，均为1.7510-5。 乙组同学的装置中，依次连接的顺序为A_(填字母序号)；装置B中的作用是_。确定产物中有N2生成的实验现象为_。（3）设计实验证明：产物中存在Mg3N2： 。MgO和Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应： 。【答案】（1）剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒（2分）2Mg+CO22MgO+C （2分）（2）BCBED（2分）在 C 的两侧防止水蒸气进入 C 中与产物 Mg3N2反应（1分）D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中 （1分）（3）取C中少量反应产物，加入到水中
23、产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝（2分） 将中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明 MgO 和 Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与 NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应（2分）【解析】（1）镁和二氧化碳在点燃条件下反应生成MgO和C，同时发出耀眼白光，所以看到的现象是：剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒，反应方程式为2Mg+CO22MgO+C；（2）Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、Mg0和N2，装置A中Cu与浓硝酸反应生成的气体NO2，用装置B干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C与镁粉
24、发生反应，然后再干燥气体，用E装置除去多余的NO2，装置D排水法收集N2，故连接装置的顺序为：BCBED；用装置B干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C与镁粉发生反应，然后再干燥气体，装置B中的作用是在C的两侧防止水蒸气进入C中与产物Mg3N2反应；氮气不溶于水，如果有氮气，则能通过排水法收集到气体，所以确定产物中有N2生成的实验现象为D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中；（3）氮化镁能与水反应生成氨气，则确认产物中存在Mg3N2的实验现象为：取C中少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，证明产物中存在Mg3N2；NH3H2O的电离常数与CH3COOH电离常数相等，均为1.7510-5，所以醋酸铵溶液呈中性，将中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明MgO和Mg（OH）2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应。
