1、第十一章 化学自然资源的开发利用(时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1溴是海水中重要的非金属元素地球上90%的溴元素以Br的形式存在于海水中，所以人们称溴为“海洋元素”下列有关说法中正确的是 ()A从海水中提取溴时，不涉及氧化还原反应B苯与溴水反应生成溴苯C可以用CCl4萃取溴水中的溴D向FeBr2溶液中通入Cl2时，一定会发生如下反应：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl解析：从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤，A不正确苯只能与液溴在催化剂作用下发生取代反应，B不正确FeBr2与Cl2反应时，因Cl2的量不同，生成物不
2、同，题目中没有说明Cl2与FeBr2的量的关系，D不正确答案：C2(2010南京模拟)天然海水中主要含有Na、K、Ca2、Mg2、Cl、SO、Br、CO、HCO等离子火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：下列说法错误的是 ()A天然海水pH8的原因是海水中的CO、HCO水解B“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO、SO等氧化生成SOC“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸D“排放”出来的海水中SO的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同解析：D项，排放出的海水中吸收了SO2气体，并通过氧化生成了SO，故SO的物质的量浓度大于进入吸
3、收塔的天然海水，故不正确答案：D3下列有关环境问题的说法正确的是 ()A燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康CpH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨D含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染解析：燃煤中的硫元素经燃烧后产生SO2，可以和石灰石分解生成的CaO反应，生成CaSO3，SO2被吸收，A正确；臭氧在空气中超过104%时对人体健康有害，B错误；pH5.6的雨水称为酸雨，C错误；含磷洗涤剂容易引起水体富营养化而污染环境答案：A4“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减
4、少对环境的负作用下列化学反应不符合绿色化学概念的是 ()A消除硫酸厂尾气中的SO2：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染：NONO22NaOH=2NaNO2H2OC制CuSO4：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD制 CuSO4：2CuO22CuO；CuOH2SO4=CuSO4H2O解析：A、B两项中在消除硫酸厂的尾气SO2、硝酸厂尾气氮氧化物均符合“绿色化学”的含义，D项制取CuSO4时不产生大气污染物且节约原料也符合要求，只有C项中会产生大气污染物SO2，故选C.答案：C5下列叙述错误的是 ()A炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来B活
5、泼金属Na用电解法冶炼C汞的冶炼可用热分解法D铝的冶炼一般用还原剂法解析：活泼金属K、Na、Ca、Al用电解法冶炼，D错误；多数金属的冶炼用热还原法如Fe、W、Cr等；有些不活泼金属用热分解法就可制得如Hg、Ag等答案：D6化学与科技、社会、生产密切结合，下列有关说法不正确的是 ()A“乙醇汽油”的广泛使用能有效减少有害气体的排放B“无磷洗涤剂”的推广使用，能有效减少水体富营养化的发生C“无氟冰箱”取代“含氟冰箱”，对人类的保护伞臭氧层起到保护作用D“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”，向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化解析：海水淡化可以解决淡水供应危机，但向海水中加入明矾不能使海水淡化答案
6、：D7在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%.在下列反应类型中：置换反应化合反应分解反应取代反应加成反应消去反应加聚反应缩聚反应以上反应类型能体现这一原子最经济原则的是 ()ABC只有 D只有解析：原子利用率100%，即理想地把所有原料转化为目标产物，换句话说，就是不生成其他的小分子或副产品满足这一条件的有化合反应、加成反应、加聚反应，这些反应类型的产物均只有一种答案：B8.取某地酸雨水样进行分析，发现其pH随时间变化的关系如图所示， pH变化的主要原因是 ()A亚硫酸的电离程度增大B亚硫酸缓慢被氧化C酸雨中的水分被蒸发D测定的pH有误差解析：
7、雨水中的H2SO3会逐渐被氧化成酸性更强的H2SO4，故pH会减小答案：B9如图所示，为防止大气污染、节约燃料、缓解能源危机，燃烧产物如CO2、H2O、N2等可以利用太阳能最终转化为 ()A生物能B化学能C热能 D电能解析：由转化关系图分析，燃烧产物利用太阳能转化成CH4，NH3，CH3OH以化学能形式贮存起来答案：B10(2009浙江联考)发生严重水体镉污染时，一般采用加入聚合硫酸铁(PFS)Fe2(OH)n(SO4)3n/2m，n5，m10，利用PFS在水体中形成絮状物来吸附镉离子则下列说法中错误的是 ()A核素Cd的中子数为60B含镉废电池应进行集中回收处理CPFS中铁的化合价为2价D由
8、FeSO4制PFS需经过氧化、水解和聚合过程解析：设PES中铁的化合价为x价，根据化合物中各元素的化合价代数和为零可以列等式：2xn2(3n/2)，所以x3，即铁的化合价为3价，C错误答案：C11北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的，下列有关说法不正确的是 ()A砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒B臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性C活性炭可以吸附水中悬浮的杂质D游泳池水中的臭氧浓度越大越好解析：游泳池水中的臭氧浓度不是越大越好答案：D12下列叙述正确的是 ()生活中用电解饱和食盐水的方法制取消毒液是利用了盐的水解的原理乙醇和汽油都是可再生资源，所以应大
9、力全面推广使用乙醇汽油SO2、NO2和CO2都会导致酸雨的形成CO2的大量排放会造成温室效应的加剧太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能自然界中“滴水穿石”的化学现象涉及的反应中无氧化还原过程A BC D解析：电解饱和食盐水制取消毒液的思路是：电解NaCl溶液，产生Cl2和NaOH，二者反应生成NaClO，与盐的水解无关；汽油不是可再生资源；能够引起酸雨的主要物质为SO2、NO2.答案：D13工业上冶炼金属，常用的方法有四种：.热分解法，.热还原法，.电解法，.湿法冶金下表中金属与常用冶炼方法相符的是 ()金属冶炼方法A钾、钙B钠、铝C铜、铁D银、汞解析：K、Ca、Na、Al等活泼
10、金属使用电解法冶炼，Cu、Fe等金属使用热还原法冶炼，Ag、Hg等不活泼金属使用热分解法冶炼答案：B14下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图装置内发生的主要反应中不含()A化合反应 B分解反应C置换反应 D氧化还原反应解析：处理废气的反应原理有：CaCO3CaOCO2，SO2CaO=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4，未涉及置换反应答案：C15(2010茂名测试)世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：把贝壳制成石灰乳在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤在氯化氢热气流中干燥晶体电解上述晶体的熔融物下列说法正确的是 ()A镁元素在元素周期表中位于
11、第四周期、A族B向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净C在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是加快干燥速度D步骤也可以采用电解该晶体水溶液的方法解析：制备原理是CaCO3CaOCa(OH)2，Mg22OH=Mg(OH)2，Mg(OH)22H=Mg22H2O，获得MgCl2晶体，MgCl2(熔融)MgCl2.A项错，Mg在第三周期；B项正确，洗涤Mg(OH)2沉淀时，只要检验不到Ca2，沉淀即被洗净；C项错，在HCl气流中加热晶体，主要是防止MgCl2水解生成碱式氯化镁Mg(OH)Cl；D项错，若电解MgCl2水溶液则不能生成Mg，而是生成Mg(OH)2.答案：B16(2009广东高考)广东正
12、在建设海洋强省下列说法不正确的是 ()A从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输C赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D海洋经济专属区的资源开发可获是Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属解析：D选项中，B不是金属答案：D二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)17(8分)已知煤的结构模型如下图所示：(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得_烃的重要来源(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的从煤的结构模型来看，煤在提供热量的同时产生大量的_等气体物质，造成严重的大气污染(3)“型煤”技术不仅可以减少87%的
13、废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并芘的排放量也减少，同时节煤20%30%.“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐下列物质中适宜于作固硫剂的是_(填字母)A氯化钙 B氧化钙C硫酸钙 D氢氧化钙(4)某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程_.(5)除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有_、_、_等解析：(1)煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃(2)煤结构中含有S和N，所以直接燃烧煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境(3)煤燃烧产生SO2，固硫
14、过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙固硫反应为：SO2CaOCaSO3,2CaSO3O22CaSO4或2CaO2SO2O22CaSO4，Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O,2CaSO3O22CaSO4.(4)若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为：CaCO3CaOCO2；2CaO2SO2O22CaSO4.(5)煤的干馏、气化和液化是提高煤的利用价值的常用方法答案：(1)芳香(2)二氧化硫、氮氧化物(3)BD(4)CaCO3CaOCO2、2CaO2SO2O22CaSO4(5)煤的干馏气化液化18(8分)19世纪末，中国开始兴办近代钢铁工业经过百余年艰苦曲折的发展历
15、程，中国钢产量在20世纪末突破一亿吨，居世界第一位完成下列问题：(1)生铁是通过高炉冶炼而得，冶炼过程中一氧化碳还原赤铁矿的化学方程式为_(2)铁在一定条件下可与多种非金属单质反应，铁与氯气反应的化学方程式为_，铁与硫反应的化学方程式为_(3)今有一铁屑和铝屑的混合物110 g，其中铝屑的质量分数为49%，试计算该混合物与适量稀硫酸反应能释放出氢气的体积为_(标准状况)解析：(1)赤铁矿的主要成分是Fe2O3，因其为赤红色而得名(2)Cl2的氧化性比S强，能将Fe氧化成3价，而S只能将Fe氧化成2价(3)混合物中含铝110 g49%54 g含铁110 g54 g56 gn(Fe)1.0 mol
16、n(Al)2.0 mol依据反应式FeH2SO4=FeSO4H22Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2则2.0 mol铝与酸反应释放出3.0 mol氢气，1.0 mol铁与酸反应释放出1.0 mol氢气，共释放出氢气22.4 L/mol4.0 mol89.6 L.答案：(1)Fe2O33CO2Fe3CO2(2)2Fe3Cl22FeCl3FeSFeS(3)89.6 L19(8分)从煤中可以得到苯及苯的同系物，苯及苯的同系物是重要的有机化工原料(1)从煤中得到煤焦油的方法为_；(2)用下面装置从煤焦油中分离出苯及苯的同系物，还需要的仪器为_，冷疑管进水口为_(填“a”和“b”)；(3)用甲苯
17、可以制造一种烈性炸药TNT，反应如下：其反应类型为_；(4)用苯和丙烯可以生产两种重要的有机化工原料：苯酚和丙酮生产流程如下：已知反应是加成反应，A的一氯代物有5种，则A结构简式为_；反应的化学方程式为_.解析：CH3CH=CH2和 加成可以得到两种加成产物，但前一种一氯代物有6种，后一种一氯代物有5种，故A为，然后写出符合要求的化学方程式即可答案：(1)干馏(2)酒精灯、温度计b(3)取代反应20(9分)某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水提取溴的过程，其实验流程如下：海水Br2(g) (1)取24 L除去悬浮杂质后的海水，浓缩至2 L；(2)向其中通入足量Cl2，反应的离子方程式：_，通
18、入热空气的目的：_；(3)将吹出的Br2用纯碱溶液吸收，反应得到NaBr、NaBrO3和CO2，反应的化学方程式：_，产生的CO2通入足量澄清石灰水中，得到1 g白色沉淀；(4)将吸收Br2的溶液用足量硫酸处理得到Br2单质，反应的化学方程式：_，理论上可以得到Br2的质量为_；(5)请计算海水中溴的浓度为_g/L.解析：通过反应Cl22Br=Br22Cl置换出溴单质后，一般用热空气或水蒸气将Br2吹出；根据各步反应，可确定如下关系：Br2CO2CaCO3，根据CaCO3的质量可求出原24 L海水中Br2的质量为1.6 g，则海水中溴的浓度为0.067 g/L.答案：(2)Cl22Br=Br2
19、2Cl将Br2吹出(3)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2(4)5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O1.6 g(5)0.06721(8分)(2010潍坊检测)海水占地球总储水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表_族(2)目前，国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法蒸馏法是将水变成蒸气，蒸气经冷却而得高纯度淡水由此可判断蒸馏法是_(填“物理变化”或“化学变化”)(3)工业上利用电解饱和食盐水的方法，可制得重要化工产品反应
20、式为 食盐H2ONaOHH2Cl2(未配平)，该反应中食盐的化学式是_；利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000 t，最少需消耗食盐_t.(4)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含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法该方法流程如下：请写出、的化学反应方程式_.解析：(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的A族(2)将海水蒸馏变成水蒸气属于物理变化(3)食盐的化学式即NaCl，要制36.5%的浓盐酸1000 t所消耗的食盐应为58.5 g/mol585 t.(4)由图示给出的反应物和生成物不难写出的反应方程式为NaOHSO2=NaHSO3，的反应方程式为NaHSO3
21、HCl=NaClH2OSO2.答案：(1)A(2)物理变化(3)NaCl585(4)NaOHSO2=NaHSO3NaHSO3HCl=NaClH2OSO222(11分)氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须加以处理(1)汽车尾气中的CO、NOx采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体反应的化学方程式可表示为： _.(2)工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程提供的装置如下：步骤一：NH3的制取所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：_(填仪器序号)若采用C装置制取氨气(控制
22、实验条件相同)，情况如下表：试剂组合序号固体试剂NH3体积a12.0 g Ca(OH)2(过量)10.8 g NH4Cl2 688 mLb10.8 g (NH4)2SO42 728 mLc12.0 g NaOH(过量)10.8 g NH4Cl3 136 mLd10.8 g (NH4)2SO43 118 mLe12.0 g CaO(过量)10.8 g NH4Cl3 506 mLf10.8 g (NH4)2SO43 584 mL分析表中数据，实验室制NH3产率最高的是：_(填序号)，其他组合NH3产率不高的原因是： _.步骤二：模拟尾气的处理选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：A中
23、反应的离子方程式： _.D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：_.D装置中的液体可换成_(填序号)aCuSO4溶液 bH2OcCCl4 d浓H2SO4该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：_.解析：(1)由CO、NOx在催化剂作用下转变为参与大气循环的无毒气体，根据元素守恒，可知生成物为CO2和N2.(2)步骤一：快速、简便的制氨装置是H，在分液漏斗中放入浓氨水，在圆底烧瓶中放入碱石灰或氢氧化钠固体将浓氨水加入固体反应物上即可以制取氨气C装置采用的是加热固体制取氨气的方法，由于所给碱均过量，产率高低就是看铵盐的量与所得氨气量之间的关系，(NH4)2SO42NH
24、3，NH4ClNH3，用实际产生氨气的量除以理论产生氨气的量即为产率，计算可得产率最高的是f，其他组合产率不高的原因可能有两个，一是氢氧化钠、氢氧化钙作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多；二是氯化铵加热后，有一部分分解后在试管口附近重新结合成氯化铵而影响了产率步骤二：A中反应的离子方程式为：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O.D装置的另一个作用是防止NH3溶解而引起倒吸D中的液体可换成不与氨气和NO反应的液体，硫酸铜会与氨气反应，不可用，水会吸收较多的氨气也不可用，浓硫酸会吸收氨气，不可用，故只能用四氯化碳实验中的明显缺陷是未反应的NO无吸收处理装置，会造成环境污染答案：(1)2xCO2NOx2xCO2N2(2)步骤一：NH3的制取Hf因为NH4Cl受热分解生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl；用NaOH或Ca(OH)2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多步骤二：模拟尾气的处理3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O防止氨气溶解(或防止倒吸)c未反应的NO无法处理，会污染环境