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第十章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第課時35開發(fā)利用金屬礦物和海水資源(2)1編輯ppt一、選擇題(每小題7分,共49分)1.下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是()A.電解熔融的氯化鋁制鋁B.電解熔融的氯化鎂制鎂C.電解氯化鈉溶液制鈉B2編輯ppt2.冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法;②水煤氣(或氫氣,或一氧化碳)法;③活潑金屬置換法;④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅;(Ⅱ)濕法煉銅;現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻;(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂,對它們的冶煉方法分析不正確的是()A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④B3編輯ppt3.溴、碘主要在于海水中,有“海洋元素”的美稱。海水中的碘富集在海藻中,我國海帶產(chǎn)量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。提取碘的途徑如下圖所示:干海帶――→焙燒海帶灰――→水水溶液――→氧化――→A――→B―→碘單質(zhì)4編輯ppt下列有關(guān)敘述正確的是()A.碘元素在海水中也有游離態(tài)存在B.在提取的過程中用的氧化劑可以是H2O2C.操作A是結(jié)晶或重結(jié)晶D.B是提純操作,常用蒸餾或分餾
B
碘在海水中只以化合態(tài)(I-)存在,沒有游離態(tài),A錯誤。操作A是萃取,操作B是分液,然后才是蒸餾等操作來得到單質(zhì)碘,A、C、D都是錯誤的。故選B。
5編輯ppt4.從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有:①濃縮結(jié)晶;②加熟石灰;③加鹽酸;④過濾;⑤熔融電解,正確的生產(chǎn)順序是()A.①②③④⑤B.⑤④③①②C.②④③①⑤D.③④②①⑤C6編輯ppt5.用鋁熱法還原下列氧化物,制得金屬各1mol,消耗鋁最少的是()A.MnO2B.WO3C.Cr2O3D.Co3O4D
金屬單質(zhì)與鋁之間的關(guān)系式如下:Mn~4e-~4/3Al、W~6e-~2Al、Cr~3e-~Al,Co~8/3e-~8/9Al,故消耗鋁最少的是Co3O4。故選D。7編輯ppt6.金屬K與Na金屬性相近,用金屬K與鈉鹽共熔時,很難將Na從混合物中分離。若調(diào)整溫度到一定程度,則可用Na與KCl反應(yīng)制取金屬K。已知四種物質(zhì)的熔沸點如下:
KNaKClNaCl熔點(℃)63.6597.8770801沸點(℃)774882.91500(升華)14138編輯ppt根據(jù)平衡移動原理,可推知,用Na與KCl反應(yīng)制取K的適宜溫度是()A.97.8℃~770℃
B.770℃~774℃C.774℃~882.9℃
D.1413℃~1500℃
9編輯ppt由題意可知,由Na與KCl反應(yīng)制K的反應(yīng)方程式為Na+KCl===K↑+NaCl,欲使該反應(yīng)進(jìn)行,且Na與K分離,從數(shù)據(jù)可知:使K成為氣體,溫度高于774℃,Na不成為氣體,溫度低于882.9℃,這樣K成為蒸氣離開熔融體,K+濃度降低,反應(yīng)可向右進(jìn)行。因此需將溫度控制在774℃~882.9℃之間。
C10編輯ppt7.海水淡化可采用膜分離技術(shù),如下圖所示。對淡化膜右側(cè)的海水加壓,水分子可以透過淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池,而海水中的各種離子不能通過淡化膜,從而得到淡水,對加壓后右側(cè)海水成分的變化進(jìn)行分析,正確的是()11編輯pptA.溶質(zhì)質(zhì)量增加B.溶液質(zhì)量不變C.溶劑質(zhì)量減少D.溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C右側(cè)海水中水分子能通過淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池,而各種離子不能通過淡化膜,故溶質(zhì)質(zhì)量不變,溶劑質(zhì)量減少,溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大。故選C。12編輯ppt二、非選擇題(有4小題,共51分)8.(12分)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,自遠(yuǎn)古時代人類就學(xué)會了煉鐵,到目前為止,人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在實驗室中模擬工業(yè)煉鐵的過程,實驗裝置如圖:13編輯ppt(1)寫出得到單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式:_______________________________。(2)實驗過程中看到玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑,請設(shè)計一個實驗來驗證生成了單質(zhì)鐵:_____________________________
___________________________________________________
。
高溫Fe2O3+3CO2Fe+3CO2取少量粉末放于試管中,加少量鹽酸,若產(chǎn)生無色、無味氣體,則證明生成了單質(zhì)鐵14編輯ppt(3)裝置末端氣球的作用為________________________,實驗結(jié)束時,應(yīng)該先停止加熱還是先停止通入CO,原因是_______________________________。收集CO,先停止加熱,防止污染空氣防止生成的鐵再次被氧化15編輯ppt檢驗是否生成單質(zhì)鐵,在反應(yīng)結(jié)束后,待玻璃管內(nèi)的固體冷卻,取少量粉末放于試管中,加少量鹽酸,若產(chǎn)生無色、無味氣體(H2),則生成了單質(zhì)鐵;反應(yīng)結(jié)束后,得到的鐵還是熾熱的,若先停止通入CO會導(dǎo)致鐵又被氧化,所以應(yīng)該先停止加熱,待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后,再停止通入CO。16編輯ppt9.(13分)以黃銅礦(主要成分是CuFeS2,含少量雜質(zhì)SiO2)為原料煉銅的方法分為高溫?zé)掋~和濕法煉銅兩種。近年來,濕法煉銅有了新進(jìn)展,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一種細(xì)菌在酸性溶液、氧氣存在下,可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽:4CuFeS2+2H2SO4+17O2===4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
17編輯ppt某工廠運(yùn)用該原理生產(chǎn)銅和綠礬的工藝如下:18編輯ppt回答下列問題:(1)固體A的成分為_________________(寫化學(xué)式)。(2)寫出反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式_______________________________。(3)試劑a為______,試劑b為_____。(4)欲從溶液中獲得綠礬晶體,分離操作Ⅰ應(yīng)為_______、_______、______。CuSO4+FeCu+FeSO4稀H2SO4Fe(OH)3、CuO鐵粉蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾19編輯ppt10.(12分)海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在、實驗室里從海藻中提取碘的流程如下:20編輯ppt(1)指出提取碘的過程中有關(guān)實驗操作名稱:①_____;③_____;寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:___________________。(2)提取碘的過程中,可供選擇的有機(jī)試劑是(提示:甘油易溶于水)()A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸
D.汽油、甘油
2I-+Cl2===2Cl-+I(xiàn)2過濾萃取B21編輯ppt(3)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器是__________。分液漏斗22編輯ppt(1)海藻中的I-在曬干、灼燒過程中不發(fā)生變化,浸泡后進(jìn)入溶液,將其與固體懸浮物分離開的操作①為過濾,含I-的溶液通入適量Cl2發(fā)生如下反應(yīng):2I-+Cl2===2Cl-+I(xiàn)2,將含碘水溶液變?yōu)楹庥袡C(jī)溶液,需加入有機(jī)物萃取,故③為萃取。23編輯ppt(2)萃取劑必須是不溶于水的,A中酒精,C中乙酸,D中甘油都易溶于水,所以可將這三項排除,B為答案。(3)萃取過程要用力振蕩,一般是在分液漏斗中進(jìn)行的,所缺儀器是分液漏斗。24編輯ppt11.(14分)假如你是一位企業(yè)家,在眾多開發(fā)海水資源的項目中,選擇了海水提鎂,在前期考察過程中你將遇到許多問題,請根據(jù)背景材料的提示,按要求回答相關(guān)問題:25編輯ppt背景材料1:如表所示為海水中各元素含量情況(mg/L)元素濃度(mg/L)元素濃度(mg/L)鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.0626編輯ppt背景材料2:部分化學(xué)試劑的市場價格如下表所示:試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價格(元/噸)5238.002300.001200.00700.0027編輯ppt請回答下列問題:(1)在海水提鎂的過程中要實現(xiàn)對鎂離子的富集、分離,有以下三個方案:方案一:直接往海水中加入沉淀劑;方案二:加熱蒸發(fā)海水后再加入沉淀劑;方案三:在曬鹽后的鹵水中加入沉淀劑。28編輯ppt海水中鎂離子濃度太低,要沉淀必須加入大量的沉淀劑,浪費(fèi)原料你認(rèn)為方案___最合理。不選方案___的理由是________________________________________________________________。不選方案___的理由是_____________________________。三一二要加熱海水需耗費(fèi)很多的能源
(1)海水提鎂首先要對海水進(jìn)行濃縮,然后加入沉淀劑,顯然方案一浪費(fèi)原料,方案二浪費(fèi)能量,最合理的是方案三。29編輯ppt(2)應(yīng)該選擇____試劑作為鎂離子的沉淀劑。不考慮其他費(fèi)用,沉淀相同的質(zhì)量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價格之比為______。CaO230∶49
(2)根據(jù)市場價格,CaO作為鎂離子的沉淀劑最為經(jīng)濟(jì)。假設(shè)沉淀amol鎂離子,需要?dú)溲趸c和氧化鈣的價格之比為2a×40×2300∶(a
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