《開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源》同步練習(xí)

13/13第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、單項(xiàng)選擇題1．(2011年廣州高一檢測(cè))金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法不正確的是()A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融氯化物制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉2．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Mg＋H2OC．Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2D．2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑3．許多國(guó)家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()A．氯、溴、碘 B．鈉、鎂、鋁C．燒堿、氫氣 D．食鹽、淡水4．(2011年武漢高一檢測(cè))已知MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂，正確的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg5．從金屬被利用的歷史來(lái)看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近幾百年的事。下列跟這個(gè)先后順序有關(guān)的是()①地殼中金屬元素的含量②金屬活動(dòng)性順序③金屬的導(dǎo)電性④金屬冶煉的難易程度⑤金屬的延展性A．①③ B．②⑤C．③⑤ D．②④6．(2011年中山高一檢測(cè))下列化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的是()①可以用電解熔融氯化鈉的方法來(lái)制取金屬鈉②可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂③在電冶鋁時(shí)，原料是氯化鋁④煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無(wú)需加熱A．②③ B．①③C．①②③ D．②③④7．我國(guó)湘黔渝三省交界地區(qū)是中國(guó)電解錳企業(yè)最集中的地區(qū)，被稱為中國(guó)的“錳三角”。金屬錳的熔點(diǎn)很高，常用鋁熱法制得粗錳。再用電解法制得純的金屬錳。鋁被用于冶煉金屬錳，是因?yàn)殇X具有()A．熔點(diǎn)低B．導(dǎo)電性好C．兩性D．還原性及冶煉反應(yīng)中放出大量的熱8．(2011年深圳高一檢測(cè))下列冶煉方法中，可將化合物中的金屬元素還原為金屬單質(zhì)的是()A．加熱Al2O3B．加熱CaCO3C．電解熔融NaClD．氯化鈉與鋁粉高溫共熱9．為實(shí)現(xiàn)在中國(guó)消除碘缺乏病的目標(biāo)，衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘，其中的碘以碘酸鉀(KIO3)的形式存在。已知溶液中IOeq\o\al(－,3)和I－可發(fā)生反應(yīng)：IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O。據(jù)此反應(yīng)，可用試紙和一些生活中常用的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以證明食鹽中存在IOeq\o\al(－,3)。可供選用的物質(zhì)有：①自來(lái)水②藍(lán)色石蕊試紙③碘化鉀淀粉試紙④淀粉⑤食糖⑥食醋(醋酸水溶液)⑦白酒進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用的物質(zhì)是()A．①③ B．③⑥C．②④⑥ D．①②④⑤⑦10．海水淡化可采用膜分離技術(shù)，如圖所示，對(duì)淡化膜右側(cè)的海水加壓，水分子可以透過(guò)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(guò)淡化膜。下列對(duì)加壓后右側(cè)海水成分變化的分析正確的是()A．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11．(2011年廣州高一檢測(cè))準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4g，則這種鐵的氧化物為()A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是二、雙項(xiàng)選擇題12．世界上60%的鎂是從海水中提取的，其主要步驟如下：①把貝殼制成石灰乳②在海水中加入石灰乳，過(guò)濾，洗滌沉淀物③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)濾④在氯化氫熱氣流中干燥晶體⑤電解上述晶體的熔融物。下列說(shuō)法正確的是()A．鎂元素在元素周期表中位于第三周期、第ⅡA族B．向洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈C．在氯化氫熱氣流中干燥晶體的目的是加快干燥速度D．步驟⑤也可以采用電解該晶體水溶液的方法13．海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)，下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法正確的是()A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過(guò)物理變化就可以得到鉀單質(zhì)B．海水蒸發(fā)制海鹽的過(guò)程中只發(fā)生了物理變化C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2D．利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能14．(2011年韶關(guān)高一檢測(cè))海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)、能源、藥物和水產(chǎn)資源等(如圖所示)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．大量的氮、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮B．工段②中結(jié)晶出的MgCl2·6H2O可在空氣中受熱分解制無(wú)水MgCl2C．在工段③⑤中溴元素均被氧化，而在④中溴元素被還原D．工段①中除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的藥品順序?yàn)镹a2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過(guò)濾后加鹽酸三、非選擇題15．(2011年天津高一檢測(cè))海水占地球總儲(chǔ)水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，既可以解決淡水資源缺乏的問(wèn)題，又可以充分利用海洋資源。(1)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品，又稱為“氯堿工業(yè)”。也可以電解熔融氯化鈉制得鈉和氯氣，該反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________。(2)近年來(lái)有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：試寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：②______________________________________________________________，③______________________________________________________________，④______________________________________________________________。16．隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)和生活所需淡水日益增多，甚至超過(guò)人類所能支配的淡水量，使地球上淡水資源發(fā)生危機(jī)，這就把海水淡化問(wèn)題提到了科學(xué)家的面前?；腔?代表式NaR)是一種鈉型離子交換樹(shù)脂，它能使海水中的Ca2＋、Mg2＋交換除去。現(xiàn)代海水的淡化方法：使海水按順序通過(guò)兩種離子交換樹(shù)脂，其流程如圖所示。(1)最早用于海水淡化的方法是蒸餾法，其原理是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)現(xiàn)有氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(HR)和羥型陰離子交換樹(shù)脂(ROH)，則離子交換柱中應(yīng)分別裝入的離子交換樹(shù)脂(填其代表式)為：A柱________，B柱________。(3)說(shuō)明按上述順序裝柱的理由是_______________________________。17．金屬鈦具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)，并逐步進(jìn)入了化工、船舶、汽車、體育器材，醫(yī)療等民用領(lǐng)域，并顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。還原法是工業(yè)上冶煉鈦常用方法之一，該方法是以金紅石(主要含TiO2)或TiO2為原料來(lái)制取，其主要工藝流程如下：試回答下列問(wèn)題：(1)已知反應(yīng)①通常在800～900℃的條件下進(jìn)行，產(chǎn)物中有一種可燃性無(wú)色氣體，其中當(dāng)有1molCl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。(2)反應(yīng)②通常在800℃的條件下進(jìn)行，分離反應(yīng)②的產(chǎn)物所得到的海綿鈦中?；煊猩倭侩s質(zhì)，應(yīng)如何除去雜質(zhì)？_________________________________________________________________(簡(jiǎn)述操作過(guò)程)。(3)在上述工藝流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________________________________________________________________。18．(2011年珠海高一檢測(cè))粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)①引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是________________，產(chǎn)物中單質(zhì)B是________。(2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________________________________________________________________________________、________________________________________________________________。(3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________、______________________。(4)若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為_(kāi)_______________，c(Fe2＋)為_(kāi)_______________。19．假如你是一位企業(yè)家，在眾多開(kāi)發(fā)海水資源的項(xiàng)目中，選擇了海水提鎂，在前期考察過(guò)程中你將遇到許多問(wèn)題，請(qǐng)根據(jù)背景材料的提示，按要求完成相關(guān)問(wèn)題：背景材料1：下表所示為海水中各元素含量情況(mg·L－1)。元素濃度(mg·L－1)元素濃度(mg·L－1)鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.06背景材料2：部分化學(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格(元/噸)5238.002300.001200.00700.00請(qǐng)完成下列問(wèn)題：(1)在海水提鎂的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集、分離，有以下三個(gè)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。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_________________________________________________________________________________________________________________________________。(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，沉淀相同量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)值比為_(kāi)_______。(3)為了節(jié)省成本，你考慮以海邊上的貝殼為原料，試簡(jiǎn)述其理由_________________________________________________________________________________________________________________________________。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.解析：選B。合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同，如合金硬度、強(qiáng)度更大，熔點(diǎn)更低等，A項(xiàng)正確；因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，冶煉鋁應(yīng)用電解Al2O3(熔融)的方法，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬冶煉的實(shí)質(zhì)就是把金屬陽(yáng)離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽(yáng)離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D項(xiàng)正確。2.解析：選B。因?yàn)镸g活潑性強(qiáng)，在高溫下可與水反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，不能用H2還原MgO的方法冶煉鎂，應(yīng)用電解熔融MgCl2的方法冶煉鎂。3.解析：選D。從海水中獲得非金屬單質(zhì)Cl2、Br2、I2、H2，金屬單質(zhì)Na、Mg、Al或化合物NaOH，均需經(jīng)過(guò)化學(xué)變化；海水曬鹽得NaCl，蒸餾海水得淡水只發(fā)生物理變化。4.解析：選D。工業(yè)問(wèn)題除理論上可行外還要考慮設(shè)備、原料、成本等問(wèn)題。從理論上看A方法使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一種不溶性堿，加熱熔融時(shí)會(huì)發(fā)生分解，因此不可行；B方法中得不到MgCl2，C方法中電解MgO時(shí)，由于MgO的熔點(diǎn)很高，耗能大，所以經(jīng)濟(jì)效益差。5.解析：選D。金屬活動(dòng)性順序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，用一般的還原方法就能使金屬離子還原，人們開(kāi)發(fā)、利用的時(shí)間就較早；金屬的位置越靠前，越難被還原，最活潑的金屬只能用最強(qiáng)的還原手段(電解)來(lái)使金屬離子還原，人們開(kāi)發(fā)利用的時(shí)間就較晚。6.解析：選D。金屬鈉性質(zhì)活潑，當(dāng)加入到鹽溶液中時(shí)先與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，生成物再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，②錯(cuò)誤；因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，不能用作電冶鋁的原料，③錯(cuò)誤；煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)既有放熱反應(yīng)，也有吸熱反應(yīng)，如Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2等為吸熱反應(yīng)，④錯(cuò)誤。7.解析：選D。鋁能用于冶煉難熔金屬(如Mn、W等)，是因?yàn)殇X是一種活潑金屬，還原性強(qiáng)，可將較不活潑金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，同時(shí)反應(yīng)中放出大量的熱，使被還原出的金屬熔融析出。8.解析：選C。加熱Al2O3只能使其熔化不能將其還原，加熱CaCO3可使其分解為CaO和CO2，也不能得金屬Ca，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)中，鋁只能還原金屬活動(dòng)性比鋁弱的金屬，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.解析：選B。由題中提供的離子反應(yīng)，選擇的物質(zhì)應(yīng)能提供H＋，還有I－及淀粉。10.解析：選C。右側(cè)海水中水分子能通過(guò)淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而各種離子不能通過(guò)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。11.解析：選C。據(jù)元素守恒原理可得以下關(guān)系式：CO～CO2～CaCO31mol1mol100g0．04mol0.04mol4g此時(shí)，氣體增加的質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g(即0.04mol氧原子的質(zhì)量，也就是氧化物中氧元素的質(zhì)量)，據(jù)質(zhì)量守恒原理知，固體質(zhì)量必定減少0.64g，那么剩余固體的質(zhì)量(即鐵粉的質(zhì)量)為2.88g－0.64g＝2.24g，也就是說(shuō)，原氧化物中含鐵元素的物質(zhì)的量為2.24g/56g·mol－1＝0.04mol。因此，原氧化物中鐵元素和氧元素的物質(zhì)的量之比即Fe、O原子個(gè)數(shù)之比為0.04∶0.04＝1∶1。二、雙項(xiàng)選擇題12.解析：選AB。在HCl熱氣流中干燥晶體的目的是防止生成MgO，C項(xiàng)錯(cuò)誤；不能用電解MgCl2水溶液的方法制取金屬鎂，D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.解析：選BC。海水中鉀元素以離子形式存在，生成鉀單質(zhì)必然發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A錯(cuò)；潮汐發(fā)電是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)。14.解析：選AC。本題考查海水的綜合開(kāi)發(fā)與利用。海水中含有大量的氮、磷等元素能引起赤潮，A項(xiàng)正確；工段②結(jié)晶出的MgCl2·6H2O需要在HCl氣氛中制無(wú)水MgCl2，否則由于水解而最終得到氧化鎂，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)④為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴元素被還原，C選項(xiàng)正確；粗鹽提純的順序中要注意兩點(diǎn)，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入，二是鹽酸最后加入，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題15.解析：(1)電解熔融NaCl的方程式為2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。(2)該流程較清晰的展示了氯堿工業(yè)產(chǎn)品及NaCl循環(huán)治理含SO2的廢氣并回收SO2的原理，據(jù)要求寫出方程式即可。答案：(1)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑(2)②NaOH＋SO2=NaHSO3③H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl④NaHSO3＋HCl=NaCl＋SO2↑＋H2O16.解析：用海水采用蒸餾法獲取淡水，其原理是水的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于海水中各種鹽的沸點(diǎn)，當(dāng)加熱海水使水揮發(fā)時(shí)，鹽不揮發(fā)從而經(jīng)冷凝而得淡水。由題給信息可知，羥型陰離子交換樹(shù)脂能使海水中的Cl－、SOeq\o\al(2－,4)交換除去，同時(shí)生成較多OH－，若海水中仍有Ca2＋、Mg2＋等，會(huì)生成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀而堵塞離子交換柱，故羥型陰離子交換樹(shù)脂應(yīng)裝入B柱。答案：(1)利用加熱海水時(shí)，鹽不揮發(fā)而留在殘余物中，水蒸氣經(jīng)冷凝而得淡水(2)HRROH(3)若在A中裝ROH，則海水先通過(guò)ROH，溶液中就會(huì)有較多的OH－與海水中的Mn＋生成M(OH)n沉淀，造成堵塞現(xiàn)象，而在A中裝HR，在B中裝ROH，海水通過(guò)A中生成的H＋與B中生成的OH－中和，生成水而呈中性17.解析：(1)反應(yīng)①的反應(yīng)物為TiO2、C、Cl2等，結(jié)合流程圖知有TiCl4生成，利用原子守恒及題給信息可知另一氣體產(chǎn)物是CO，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(800～900℃))TiCl4＋2CO，碳在反應(yīng)中被Cl2氧化，當(dāng)有1molCl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑(C)的物質(zhì)的量為1mol。(2)反應(yīng)②中反應(yīng)物Mg以及產(chǎn)物Ti在高溫下都易被空氣中的氧氣氧化，所以加入氬氣的目的是防止鎂和鈦在高溫條件下被空氣中的氧氣氧化；此法制得的金屬鈦中含有少量金屬鎂，結(jié)合鎂和鈦(題中信息：鈦耐腐蝕)性質(zhì)，可知可采用鹽酸或硫酸酸洗鎂和鈦的混合物即可除去Mg。(3)由流程圖知可循環(huán)使用的物質(zhì)為Cl2、Mg以及海綿鈦除雜時(shí)生成的MgCl2等。答案：(1)1(2)將海綿鈦置于鹽酸中酸洗，然后過(guò)濾即可得純凈的鈦(3)Cl2、Mg和MgCl218.解析：MgO不能與鋁發(fā)生置換反應(yīng)，