1、金属矿物与海水资源的开发利用(建议用时：40分钟)基础过关练1从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属被开发利用的先后顺序主要取决于()A金属的导电性强弱 B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低 D金属的活动性强弱D金属越活泼，金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，因此越难冶炼，故在金属活动性顺序中，越靠后的金属被开发利用得越早，越靠前的金属被开发利用得越晚。2下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A加热Al2O3 B加热HgOC电解熔融NaCl D铝粉和Fe2O3共热答案A321世纪以来，国
2、与国之间因对海权的争夺引起的摩擦接连不断，在捍卫主权的同时，人们看重的是海洋这个巨大宝藏，下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是()A利用海水波浪发电是将动能转化为电能B从海水中提取溴单质一定伴有化学变化C从海水中提取Mg时，最终须通过电解熔融态的MgO得到MgD积极研发海水直接冷却技术，可减少煤炭的使用量，有利于环境保护答案C4关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是()A对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋C废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐D照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银B重金属材料填埋将会对环境造成污
3、染。5某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2MgD海水中Mg2的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。6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
4、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吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收C工业上沉淀海水中的Mg2常采用Ca(OH)2，不用NaOH，因为NaOH的价格较高，C错误。7NaCl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(物质)是()烧碱纯碱金属钠氯气盐酸A B只有C只有 D只有A电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2；H2、Cl2可合成HCl；NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3；NaHCO3受热分解可得Na2CO3，电解熔融的NaCl可制备金属钠。8天工开物中有如下描述“共煅五个时辰，其中砂末尽
5、化成汞，布于满釜。”下列金属的冶炼方法与此相同的是()A钠 B铝 C银 D铁C题述的金属冶炼过程是加热HgO，使之分解成Hg和O2。工业上冶炼金属钠、铝，常采用的方法是电解法，A、B不符合题意；工业上冶炼银，通常采用加热氧化银的方法，C符合题意；工业冶炼铁，通常采用热还原法，D不符合题意。9冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2作还原剂还原以较活泼金属Na、Mg等还原利用铝热反应原理还原电解法热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳。(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_。(5
6、)K、Rb、Cs、Ti等金属_。解析选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等金属利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如NaKClNaClK，抽离钾蒸气此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换：4NaTiCl44NaClTi或用Mg来置换：2MgTiCl42MgCl2Ti。答案(1)(2)(3)(4)(5)10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：
7、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_(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：_，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_，不断搅拌，然后_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，
8、再停止通入H2，因此所制得的H2并没有全部参与CuO的还原反应，故生成铜的质量少。(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。答案(1)B(2)铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中可能混有铁粉也可能混有FeSO4过量稀硫酸过滤、洗涤、烘干拓展培优练11(素养题)我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是()A“药金”实质上是铜锌合金B冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌C用王水可区别黄金和“药金”
9、D用灼烧法不能区别黄金和“药金”A冶炼“药金”的相关反应方程式为ZnCO3ZnOCO2、2ZnOC2ZnCO2、2Cu2OC4CuCO2，故A项正确，B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；用灼烧法可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有变化，D项错误。12从海带中提取碘单质，工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是()A实验室灼烧干海带在坩埚中进行B沸水浸泡的目的是使I充分浸出C由滤液获得碘水，发生的离子反应为2IH2O2=I22OHD滤液获得碘水，也可用氯水代替双氧水C酸性条件下，H2O2与I的反应式为2I2HH2
10、O2=I22H2O，C错误。13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()A浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳C方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOD整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子B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；将1 mol PbS冶炼成Pb的过程中，根据化学方程式得出，2PbS2PbOC2Pb,1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 m
11、ol碳，即需要6 g碳，故B正确；方铅矿焙烧反应2PbS3O22PbO2SO2中，PbS中S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C错误；整个冶炼过程中，根据Pb原子守恒，1 mol PbS转化为1 mol PbO转移电子6 mol,1 mol PbO转化为1 mol Pb转移电子2 mol，所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子，故D错误。14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
12、是_(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_(填序号)。A高空排放B用于制备硫酸C用纯碱溶液吸收制Na2SO3D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，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_。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_。证明炉渣中含有FeO的实验现象为_。解析
13、(1)分析化学方程式中各元素化合价可知：Cu由2价0价，O由0价2价，铜元素、氧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。浓硫酸既不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫。可将二氧化硫“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱溶液吸收SO2制亚硫酸钠。(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，可先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，亚铁离子具有强还原性，可以使KMnO4溶液褪色。故选用的试剂是稀硫酸和KMnO4溶液。答案(1)Cu、O(2)BC(3
14、)a.Al34OH=AlO2H2Ob稀硫酸、KMnO4溶液用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使KMnO4溶液褪色15某化学研究性学习小组为了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。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去)：连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2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，再通过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)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为_。(2)步骤中鼓入热空气的
15、作用为_。(3)步骤B中发生的主要反应的离子方程式为_。(4)此实验中尾气可用_(填选项字母)吸收处理。a水 b浓硫酸cNaOH溶液 d饱和NaCl溶液(5)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，请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式：_。解析(1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出，步骤中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气进入B中。(3)二氧化硫具有还原性，能被溴氧化，则步骤中发生的主要反应的离子方程式为Br2SO22H2O=4H2BrSO。(4)氯气、SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收，故c项正确。(5)滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5BrBrO6H=3Br23H2O。答案(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)使A中生成的Br2随空气进入B中(3)Br2SO22H2O=4H2BrSO(4)c(5)5BrBrO6H=3Br23H2O
