专项11 开发利用金属矿物和海水资源-2019-2020学年高一下学期化学期末复习专项训练（人教必修2）

知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根专项11 开发利用金属矿物和海水资源一、选择题1明代天工开物记载了“火法”冶炼锌的方法：“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煤炭中起作用的主要元素是碳B该冶炼锌的方法属于热还原法C倭铅是指金属锌和铅的混合物D冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO2下列反应中，反应后固体物质没有增重的是（）A碳酸钡粉末加入到足量稀硫酸中BNa2O2粉末空气中露置一段时间C铝与足量V2O5发生铝热反应D将足量铁屑投入CuCl2溶液3化学与工业紧密相连，下列说法正确的是（）A金属钠由于很容易与氧气反应，因此无法用来冶炼金属B电解法、热还原法都可以用来冶炼金属铜C增大压强对于合成氨和三氧化硫的合成都是有利的，因此反应设备都需要耐高压D石灰水中通入氯气是用于工业合成漂白粉的有效手段4把铝粉和某铁的氧化物（xFeOyFe2O3）粉末配成铝热剂，分成两等份一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应前后两种情况下生成的气体质量比是5：7，则x：y为（）A1：1 B1：2 C5：7 D7：55把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂，分成两等份。第一份在高温下恰好完全 反应，然后将生成物和足量稀盐酸反应；第二份直接投入足量的 NaOH 溶液中，充分反应。则两种情况下生成气体的体积之比是(相同状态下) ( )A1：1B9：8C3：4D4：36海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，如图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是（）A制取NaHCO3的反应是利用其溶解度比较小B除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42-、Ca2+),加入的药品顺序为:NaOH溶液Na2CO3溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸C在第、步骤中，溴元素均被氧化D工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁7实验是研究化学的基础，下图中所示的制备实验方法、装置或操作均正确的是（ ）A可用装置甲制取氯气B可用装置乙制取氨气C可用装置丙制取并检验乙炔D可用装置丁制得金属锰8我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务下列有关海水综合利用的说法不正确的是（）A从海水中提炼出的氘（含HDO 0.03）进行核聚变，放出巨大的能量以解决能源问题，成为一条新的科学思路，HDO与H2O化学性质相同B从海水中提取镁可以采用下列方法：海水Mg（OH）2MgCl2溶液MgCl26H2OMgCl2 （熔融）MgC从海水获得的碘，可以跟氧气反应生成多种化合物，其中一种称为碘酸碘，在该化合物中，碘元素呈+3和+5两种价态，这种化合物的化学式是I4O9D除去粗盐中的SO42、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸9下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ）A海水晒盐后的母液中，直接加入CCl4可萃取Br2单质B从海水制海盐主要是通过化学变化完成C电解氯化钠溶液可以制得钠单质和氯气D电解熔融的氯化镁可制备镁单质和氯气10下列化工生产原理错误的是：可以用电解熔融的氯化铝的方法来制取金属铝 可以把钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 用热分解法冶炼铁 湿法炼铜是用锌和硫酸铜溶液反应置换出铜( )A B C D11铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是()A中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝12用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下。下列有关说法错误的是（ ）A制取玻璃和粗硅时生成的气体产物均为CO2B生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应C粗硅制髙纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法D黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料二、非选择题13某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水，并以四氯化碳（沸点76.8）为溶剂将碘从碘水中提取出来，具体过程如图所示。请回答下列问题：（1）操作的名称为 、 ；（2）向含碘单质的水溶液中加入CCl4 振荡、静置后，观察到的现象是 ；（3）操作中，将含碘单质的水溶液与CCl4在分液漏斗中混合、振荡摇匀放在铁架台的铁圈上，分液漏斗的下端尖嘴处紧贴在承接的烧杯内壁上静置后，下面的操作步骤是 。 （4）从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，该实验需要的主要玻璃仪器除酒精灯、烧杯、温度计、锥形瓶、牛角管外，还需要 ，实验中温度计水银球所处位置为 。14溴化钙可用于石油钻井，也可用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等制备CaBr22H2O的主要流程如下：工业提取液溴主要采用空气吹出法，其主要流程如下：请回答：（1）Fe与液溴的反应温度不能超过40的原因是 （2）试剂B最好选用 （3）操作的步骤为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥（4）下列说法中错误的是 a滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）2、Fe（OH）3；b操作的名称是萃取c流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br2d成品溴中含有的少量Cl2，可加入Na2SO3溶液，然后分液除去（5）制得的CaBr22H2O可以通过以下方法测定纯度：称取500g样品溶于水，滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，得到200g固体。纯度测定中用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、 洗涤沉淀的操作方法是 测得CaBr22H2O的质量分数为 。15草酸氧钛钡晶体化学式为BaTi（C2O4）24H2O是制造电子陶瓷原料钛酸钡的重要中间体，可通过以下工艺流程制备回答下列问题：（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为 ；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为 （写出一条）（2）可循环使用的物质X的电子式为 （3）结合流程判断，草酸氧钛钡 （填“能”或“不能”）溶于稀盐酸（4）TiCl4（沸点137）露置在空气中会迅速与空气中的水反应，有白雾产生，生成的白色二氧化钛粉末用途广泛，写出反应的化学方程式： 工业上用氯化法制得的粗四氯化钛中常混有SiCl4（沸点576）、VOCl3（沸点1272），可用 法除去SiCl4；不能用该法除去VOCl3，原因是 （5）单质钛是一种性能优异的稀有金属，在军事、航天、医学等领域有广泛用途以TiCl4和金属镁为原料制取金属钛的化学方程式为 8 / 8参考答案1、【答案】C【解析】A反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C，故A正确；B依据方程式可知ZnCO3+2CZn+3CO，该反应是利用碳还原碳酸锌生成锌单质，属于热还原法，故B正确；C由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故C错误；D碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式：ZnCO3+2CZn+3CO，故D正确；故选C。2、【答案】C【解析】A、碳酸钡中加入稀硫酸的离子反应为BaCO3+SO42+2H+=BaSO4+CO2+H2O，固体质量增加，故A错误；B、过氧化钠和空气中水蒸气、二氧化碳反应，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，反应后固体质量增加，故B错误；C、铝和V2O5发生反应生成钒和氧化铝，10Al+3V2O5=5Al2O3+6V，质量守恒可知，固体质量无变化，故C正确；D、铁和氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，Fe+CuCl2=Cu+FeCl2，固体质量增加，故D错误；故选C。3、【答案】B【解析】A金属钠还原性非常强，能够与熔融的氯化钛反应生成钛，可以用来冶炼金属，故A错误；B铜性质较活泼，可以用热还原法冶炼，也可以用电解法制取，故B正确；C大压强对于合成氨和三氧化硫的合成都是有利的，因此加压有利于反应向正方向进行，提高产品产率，故C错误；D石灰乳中通入氯气是用于工业合成漂白粉的有效手段，故D错误；故选：B。4、【答案】B【解析】把铝粉和某铁氧化物xFeOyFe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，Fe与盐酸反应生成FeCl2与H2，令一份直接加入足量的NaOH溶液分反应生成偏铝酸钠与氢气，前后两种情况下生成的气体质量比是5：6，设氢气物质的量分别为5mol、6mol，根据电子转移守恒，n（Fe）=n（H2）=5mol，n（Al）=mol，假设x molFeO、ymol Fe2O3，由Fe元素守恒可知：x+2y=5，由电子转移守恒，可得：2x+2y3=3解得x=1，y=2，故x：y=1：2，故选B5、【答案】C【解析】把Fe3O4和铝粉配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知n(Fe)=3n(Al)，然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知n(H2)=n(Fe)；令一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)。6、【答案】A【解析】本题考查海水资源的综合应用，涉及金属冶炼、氧化还原反应及海水提碘、海水提溴的反应原理等知识。7、【答案】D【解析】A浓盐酸与二氧化硫反应需要加热，图中缺少酒精灯加热，故A错误；B制备氨气时反应生成水，试管口不能向上，图中试管口应略向下倾斜，故B错误；C乙炔、H2S等均能被高锰酸钾氧化，应先利用硫酸铜溶液除杂，再利用高锰酸钾溶液检验乙炔，故C错误；D点燃镁条，引发铝热反应，Al与二氧化锰发生氧化还原反应可制得金属锰，故D正确；故选D。8、【答案】D【解析】A同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，原子最外层电子数相同，化学性质相同，HDO与H2O化学性质相同，故A正确；B海水中含有镁离子，先将海水蒸发、浓缩得到含有镁离子的溶液，再向溶液中加入沉淀剂将Mg 2+转化为Mg（OH）2，加入的沉淀剂应该具有碱性且价格较廉价、来源丰富，贝壳中含有CaCO3且来源丰富，煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到Ca（OH）2，所以加入的沉淀剂是Ca（OH）2，将镁离子转化为Mg（OH）2；将Mg（OH）2溶于稀盐酸得到MgCl2，将MgCl2在HCl氛围中加热得到MgCl2固体，电解熔融MgCl2得到Mg，MgCl2（熔融）Mg+Cl2，故B正确；C因碘酸碘的化学式一定为Im（IO3）n形式，其中碘酸根为1价（类似于氯酸根），碘酸根中I的化合价为+5价，所以前面的I的化合价为+3价，所以碘酸碘的化学式为：I（IO3）3，即 I4O9，故C正确；D除去粗盐中的可溶性杂质：Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg2+2OH=Mg（OH）2，Fe3+3OHFe（OH）3，加入过量BaCl2（去除硫酸根离子）：SO42+Ba2+=BaSO4；加入过量Na2CO3（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca2+CO32=CaCO3，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序；然后调节溶液的pH等于7后蒸发即可，选项中过量的氯化钡不能除去，故D错误；故选D。9、【答案】D【解析】A海水晒盐后的母液中，溴以Br-离子形式存在，在用氯气等氧化剂氧化后、萃取、蒸馏，故A错误；B海水制海盐用的是蒸发原理，属于物理变化，故B错误；C电解氯化钠溶液生成NaOH、氢气、氯气，可选惰性电极电解熔融NaCl制得钠单质和氯气，故C错误；D氯化镁为离子化合物，电解熔融氯化镁可冶炼Mg，同时生成氯气，故D正确；故选D。10、【答案】D【解析】一般来说，活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得；较活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法制得，常用还原剂有(C、CO、H2等)；不活泼金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，Pt、Au用物理分离的方法制得。11、【答案】C12、【答案】A【解析】A、制取玻璃是碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，制取粗硅是二氧化硅和碳反应生成硅和一氧化碳，错误，选A；B、生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应，正确，不选；C、四氯化硅的熔沸点都很低，用多次蒸馏的方法提纯，正确，不选；D、二氧化硫可以进一步和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫再和水反应生成硫酸，氧化亚铁可以用来炼铁，正确，不选；故选A。13、【答案】（1）溶解、过滤； （2）溶液分层，上层为水层接近无色，下层为CCl4层呈紫红色（3）打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），再转动打开活 塞，使下层液体缓慢流下后，关闭活塞，将上层液体从上口倒出。（4）蒸馏烧瓶、冷凝管 ；蒸馏烧瓶支管口处【解析】（3）根据萃取的实验操作，打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），目的是为了使漏斗内外空气相通，以保证进行液体顺利流出，再转动打开活塞，使下层液体缓慢流下后，因上层液体从下口流出，产生杂质，所以关闭活塞，将上层液体从上口倒出，故答案为：打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），再转动打开活塞，使下层液体缓慢流下后，关闭活塞，将上层液体从上口倒出；（4）从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，蒸馏操作中所用的仪器有：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶（接收器），还需要蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管（尾接管）；因温度计测量的是蒸汽的温度，故应放在支管口，故答案为：蒸馏烧瓶、冷凝管；蒸馏烧瓶支管口处。14、【答案】（1）防止液溴挥发，降低原料利用率；（2）HBr；（3）冷却结晶、过滤；（4）bd；（5） 烧杯、玻璃棒、漏斗； 向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复23次； 9440%，【解析】根据反应流程，液溴中加入过量铁粉和水生成溴化亚铁，再加入氢氧化钙，氢氧化钙和溴化亚铁反应生成溴化钙和氢氧化亚铁，过滤得到滤液为溴化钙溶液，滤渣为氢氧化亚铁，部分氢氧化亚铁可能被氧化成氢氧化铁，溴化钙溶液中加入HBr加热蒸发浓缩冷却结晶得到CaBr22H2O，测定CaBr22H2O纯度，可用CaBr2与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙的质量可计算出CaBr2的质量，进而确定质量分数。（1）因为溴易挥发，会降低原料利用率，所以Fe与液溴的反应温度不能超过40。（2）根据上面的分析可知，试剂B最好选用HBr。（3）操作为从溴化钙溶液中获得溴化钙晶体，实验的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（4）a根据上面的分析可知，滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）2、Fe（OH）3，故a正确；b根据上面的分析可知，操作的名称是干燥，故b错误；c根据上面的分析可知，流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br2，故c正确；d因为Na2SO3溶液能与溴反应，所以不能用Na2SO3溶液除氯气，故d错误；故选bd。（5）根据碳酸钙的质量可计算出CaBr2的质量，进而确定质量分数，所以在溴化钙溶液中加入碳酸钠溶液生成 沉淀，沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗；洗涤沉淀的操作方法是向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复23次；根据题意，测得CaCO3的质量为200g，根据关系式CaBr22H2OCaCO3可知，CaBr22H2O的质量为g=472g，所以CaBr22H2O的质量分数为100%=94.40%。15、【答案】（1）BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O；将碳酸钡矿石粉碎；（2）；（3）不能；（4）TiCl4+2H2O=TiO2+HCl；蒸馏；VOCl3与TiCl4的沸点相差太小（5）TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti【解析】本题考查制备实验方案的设计碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡，然后氯化钡与四氯化碳、草酸反应生成BaTiO（C2O4）24H2O，同时得到X为HCl，HCl再循环利用，经过过滤、洗涤、干燥得到草酸氧钛钡晶体（1）酸浸时碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳与水，反应离子方程式为：BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O，将碳酸钡矿石粉碎、搅拌等，可提高反应速率。（2）物质X为HCl，电子式为。（3）生成草酸氧钛钡晶体同时也生成HCl，说明草酸氧钛钡不能溶于稀盐酸，故答案为：不能；（4）TiCl4露置在空气中会迅速与空气中的水反应，有白雾产生，生成的白色二氧化钛，白雾是由生成HCl与空气中水蒸气结合形成的小液滴，反应方程式为：TiCl4+2H2O=TiO2+HCl，由物质的沸点可知，SiCl4与TiCl4的沸点相差比较大，可以用蒸馏的方法除去SiCl4，而VOCl3与TiCl4的沸点相差不大，不能用蒸馏方法除去。（5）TiCl4和金属镁发生置换反应生成Ti与MgCl2，反应方程式为：TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。