2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源練習(xí)新人教版

第十章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源1. 鋁的活潑性較強(qiáng)，直到十八世紀(jì)人類才開始將Al從它的化合物中冶煉出來。當(dāng)時(shí) 鋁價(jià)格十分昂貴，拿破侖的頭盔就是用Al制作的，現(xiàn)在還保存在大英博物館中。 下列冶煉鋁的方法正確的是()A．Al2O3(熔融)電解,Al B．Al2O3eq\o(→,\s\up7(鹽酸))AlCl3(熔融)電解,Al C．Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高溫))Al D．Al2O3eq\o(→,\s\up7(C或CO),\s\do5(高溫))Al 解析：H2、CO、C等皆不能使Al2O3或Al(OH)3還原為Al，C、D不正確。AlCl3 是分子晶體，熔融后不導(dǎo)電，B不正確。 答案：A2．下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是() A．Cr2O3 B．MnO2 C．MgO D．V2 解析：鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是鋁置換活動(dòng)性比它弱的金屬。 答案：C3．(2022·模擬精選，山東威海一模)下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是() A．從海水中可以得到NaCl，NaCl是制造化肥的原料 B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化 C．海水中含有碘元素，只需將海水中的碘升華就可以得到碘單質(zhì) D．利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 解析：本題考查鹵族元素的用途、存在形式及其變化，侯德榜制堿法得到小蘇打 的同時(shí)得到氯化銨可以作化肥。蒸發(fā)制鹽是物理變化，海水中的碘不是單質(zhì)，潮 汐發(fā)電是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。 答案：A4．許多國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 解析：從海水中獲得氯、溴、碘、鈉、鎂、鋁、燒堿、氫氣等物質(zhì)都需要經(jīng)過化 學(xué)變化，多數(shù)需用電解的方法。 答案：D5．在已經(jīng)提取氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的高碘鹵水中，采用如圖所示的工藝流程 生產(chǎn)單質(zhì)碘： 試回答： (1)乙、丁中溶質(zhì)的化學(xué)式：乙________，丁________。 (2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是() A．除去未反應(yīng)的NOeq\o\al(－,3) B．除去未反應(yīng)的I－ C．除去未反應(yīng)的Fe D．除去堿性物質(zhì) (3)第⑦步操作可提純I2的兩種方法是________和______(不要求寫具體步驟)。 (4)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)I2的方法是 __________________________________________________。 (5)甲物質(zhì)見光易變黑，其原因是(用化學(xué)方程式表示) _______________________________________________________________________。 解析：先理解從高碘鹵水中提取碘的過程，再結(jié)合Ag、Fe、Cl2等單質(zhì)、化合物的性質(zhì)、操作目的即可解答相關(guān)問題。 根據(jù)提取I2的過程：首先I－＋Ag＋=AgI↓，甲即AgI。加入Fe粉后，在水中發(fā)生反應(yīng)生成FeI2和Ag；在FeI2溶液中通入足量Cl2，則3Cl2＋2FeI2=2I2＋2FeCl3；用H2SO4浸洗是除去未反應(yīng)的Fe，使Ag回收利用。提取I2可以用升華或萃取的方法。 答案：(1)FeI2FeCl3(2)C(3)升華萃取(4)用淀粉溶液，若變藍(lán)色則有I2，否則無I2 (5)2AgI2Ag＋I(xiàn)26.鈦(Ti)因?yàn)榫哂猩衿娴男阅埽絹碓揭鹑藗兊年P(guān)注。常溫下鈦不與非金屬、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，紅熱時(shí)，卻可以與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一——金紅石(主要成分是TiO2)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是： 第一步：金紅石、炭粉混合，在高溫條件下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。該反應(yīng)的還原劑是________________。 第二步：在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。 (1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________________________。 (2)簡(jiǎn)述由上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟_______________________________________________________________________。 解析：(1)化學(xué)方程式的書寫可直接根據(jù)題中所給出的條件和反應(yīng)物、生成物來寫。 (2)提取金屬鈦時(shí)，結(jié)合題目中所給信息，常溫下鈦不與強(qiáng)酸反應(yīng)，但鎂能溶解，從而可選擇用鹽酸提純。 答案：TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))TiCl4＋2COC(1)TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))Ti＋2MgCl2 (2)加入足量鹽酸，除去過量金屬鎂，過濾，并用蒸餾水洗滌固體得到金屬鈦一、 選擇題1． 人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬單質(zhì)的時(shí)間順序是() A．銅、鐵、鋁、鈦 B．鐵、鋁、銅、鈦 C．銅、鐵、鈦、鋁 D．鐵、銅、鋁、鈦 解析：金屬越不活潑，發(fā)現(xiàn)越早，金屬越活潑，得到這些金屬單質(zhì)越難，發(fā)現(xiàn)越遲。鋁和鈦相比，鈦在地殼中含量較少，鈦的大量生產(chǎn)和使用只是近些年引起重視。 答案：A2． 工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。選用不同方法冶煉不同金屬的主要依據(jù)是() A．金屬在自然界中的存在形式 B．金屬元素在地殼中的含量 C．金屬陽離子得電子的能力 D．金屬熔點(diǎn)的高低 解析：工業(yè)冶煉金屬采用不同的方法，主要是依據(jù)金屬陽離子得電子能力的不同， C項(xiàng)正確。 答案：C3． (2022·模擬精選，山西大同一模)下列說法正確的是() A．使元素的化合態(tài)轉(zhuǎn)化成游離態(tài)的過程就是還原的過程 B．高爐煉鐵的原料有鐵礦石、焦炭和空氣。工業(yè)上就是用焦炭還原鐵礦石以制得生鐵 C．電解熔融氧化鋁時(shí)，每還原出1kg鋁，必有約111mol電子轉(zhuǎn)移 D．工業(yè)上常用電解NaCl水溶液的方法制取金屬鈉 解析：元素有金屬元素和非金屬元素之分，使金屬陽離子轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)的過程是借助還原反應(yīng)。與之相反，使非金屬陰離子轉(zhuǎn)化為非金屬單質(zhì)的過程則是借助氧化反應(yīng)，如2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2。所以選項(xiàng)A不正確。高爐煉鐵中起還原劑作用的是CO，而并非焦炭，B錯(cuò)。Al－3e－=Al3＋，冶煉1kgAl共獲得電子：n(e－)＝eq\f(1000g,27g·mol－1)×3＝mol所以C正確。D中NaCl水溶液里的H＋得電子能力遠(yuǎn)比Na＋強(qiáng)，所以不可能得到Na，只能得到H2。 答案：C4． 水資源非常重要，聯(lián)合國確定2022年為國際淡水年。下列關(guān)于水的說法錯(cuò)誤的是() A．蒸餾法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度 C．融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少 D．0℃ 解析：4℃ 答案：D5. 已知MnO、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MgCl A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(電解))Mg B．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg C．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))Mg D．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))Mg 解析：工業(yè)問題除理論上可行外還要考慮設(shè)備、原料、成本等問題。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。 答案：D6． 實(shí)驗(yàn)室欲使1.6gFe2O3完全被還原，事先應(yīng)準(zhǔn)備的CO氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為() A．672mL B．336mL C．大于672mL D．小于336mL 解析：由Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2知1.6gFe2O3完全反應(yīng)參加反應(yīng)的CO的體積標(biāo)況下應(yīng)為672mL，但因?yàn)镃O為易爆氣體而且要使生成Fe在CO氣流中冷卻，必須通入更多的CO。 答案：C7． 除去食鹽溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)，需加入NaOH、Na2CO3、BaCl2和鹽酸，加入順序正確的是() A．NaOHNa2CO3BaCl2HCl B．Na2CO3BaCl2HClNaOH C．BaCl2HClNaOHNa2CO3 D．NaOHBaCl2Na2CO3HCl 解析：只要符合Na2CO3在BaCl2之后，HCl在最后即可。 答案：D8． 海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可以按照如下步驟：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶，過濾，干燥產(chǎn)物；④將所得產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是() A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B．進(jìn)行①②③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂 C．第④步電解會(huì)產(chǎn)生氯氣 D．以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)。 解析：利用海水和貝殼符合原料來源豐富。①步用于生成氫氧化鈣，包括分解和化合兩個(gè)反應(yīng)，②步用于生成氫氧化鎂，為復(fù)分解反應(yīng)，③步用于制備氯化鎂，也是復(fù)分解反應(yīng)，④步為電解熔融氯化鎂得到鎂，為分解反應(yīng)。該過程中未發(fā)生置換反應(yīng)。 答案：D9． 從海藻灰中提取碘的方法是：往海藻灰浸取液中通入Cl2后用升華的方法將置換的碘提純。但浸取液中通入Cl2時(shí)會(huì)生成少量性質(zhì)類似于Cl2的ICl和IBr，為了消除這兩種雜質(zhì)，使其中的碘完全游離出來，應(yīng)加入適量的() A．CaO B．KI C．H2O 解析：ICl、IBr性質(zhì)類似于Cl2、KI與ICl，IBr發(fā)生以下反應(yīng)： KI＋I(xiàn)Cl＝I2＋KCl KI＋I(xiàn)Br＝I2＋KBr。 答案：B10． 諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復(fù)分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)為： ①2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2MoO3＋4SO2②MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O ③(NH4)2MoO4＋2HCl=H2MoO4↓＋2NH4Cl④H2MoO4eq\o(=,\s\up7(高溫))MoO3＋H2O ⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。 則下列說法正確的是() A．MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排放 B．MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物 C．H2MoO4是一種強(qiáng)酸 D．利用H2、CO和鋁分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶3∶2 解析：A項(xiàng)明顯錯(cuò)，生成物SO2對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；B項(xiàng)，根據(jù)②中生成物(NH4)2MoO4可知，該化合物屬于鹽，對(duì)應(yīng)的酸是H2MoO4，故MoO3不屬于堿性氧化物。B項(xiàng)錯(cuò)；C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)③H2MoO4是一種不溶性酸?？上胂笕芤褐衏(H＋)不可能很大，故不可能是強(qiáng)酸；D項(xiàng)1molH2，1molCO,1molAl作還原劑時(shí)失去的電子數(shù)分別為2mol,2mol和3mol，故還原等量的MoO3，轉(zhuǎn)移電子相同，此時(shí)n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2. 答案：D二、非選擇題11． 已知有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點(diǎn)/℃28522072714190×105Pa)沸點(diǎn)/℃360029821412 請(qǐng)參考上述數(shù)據(jù)回答下列問題： 工業(yè)上常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解Al2O3和冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂？理由是_______________________________________________________________________。 為什么不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？理由是_______________________________________________________________________。 解析：根據(jù)表中MgO、MgCl2熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知：MgO的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于MgCl2。若采取電解MgO，必須在2852℃以上，浪費(fèi)大量的能量。根據(jù)AlCl3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)知，AlCl3應(yīng)為分子晶體，分子晶體在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以不能采用電解AlCl3 答案：MgO熔點(diǎn)太高AlCl3是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電12．工業(yè)上從海水中提取溴可采用如下方法：(1)向海水中通入Cl2，將海水中的溴化物氧化，其離子方程式為_______________________________________________________________________。 (2)向上述混合液中吹入熱空氣，將生成的溴吹出用純堿溶液吸收，其化學(xué)方程式為(不需配平)______________________________。 (3)將(2)所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴，再用有機(jī)溶劑提取溴后還可得到副產(chǎn)品Na2SO4，寫出這一過程的化學(xué)方程式 (不需配平)________________________。 (4)這樣得到的溴中還混有少量Cl2，怎樣除去這些Cl2? 解析：本題考查了根據(jù)要求書寫離子方程式和化學(xué)方程式。 答案：(1)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－ (2)3Na2CO3＋3Br2=5NaBr＋NaBrO3＋3CO2 (3)5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4=3Na2SO4＋3Br2＋3H2O (4)在所得溴中加適量可溶性溴化物(如KBr)，充分反應(yīng)后蒸發(fā)，再收集溴蒸氣。13． 海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： (1)若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 用電解法制取金屬鎂時(shí)，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O時(shí)，能得到無水MgCl2，其原因是_________________________________________________。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟_______________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。 溶解時(shí)：_______________________________________________________________。 過濾時(shí)：_______________________________________________________________。 蒸發(fā)時(shí)：_______________________________________________________________。 解析：該題利用工業(yè)制備金屬鎂的工業(yè)流程綜合考查了鎂及其化合物的性質(zhì)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本操作。 (1)根據(jù)Cl、H、O三種元素守恒可知，在空氣中加熱MgCl2·6H2O除生成Mg(OH)Cl或MgO外，還必須有HCl和H2O生成。 MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgO＋2HCl↑＋5H2O或 Mg(OH)Cleq\o(=,\s\up7(△))MgO＋HCl↑ 由上述反應(yīng)可知MgCl2·6H2O在受熱時(shí)易發(fā)生水解，為抑制其水解，在加熱時(shí)應(yīng)不斷通入HCl氣體。 (2)由于Mg(OH)2難溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需要加入試劑使Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)，從而達(dá)到除去雜質(zhì)Ca(OH)2的目的?？梢赃x可溶性鎂鹽，如MgCl2、Mg(NO3)2等。 (3)在溶解固體或稀釋液體的過程中，為加速其溶解，常用玻璃棒攪拌；在過濾時(shí)，為防止液體外灑，常用玻璃棒“引流”，而在蒸發(fā)結(jié)晶的過程中，為防止局部過熱或晶體飛濺，常用玻璃棒攪拌而使其受熱均勻。 答案：(1)MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgO＋2HCl↑＋5H2O或Mg(OH)Cleq\o(=,\s\up7(△))MgO＋HCl↑ 在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2的水解，且?guī)ё進(jìn)gCl2·6H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣，故能得到無水MgCl2 (2)加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^濾，沉淀用蒸餾水洗滌 (3)攪拌，加速溶解 使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑 攪拌，防止因局部過熱而使液滴或晶體飛濺14． (2022·模擬精選，山東煙臺(tái)一模)實(shí)驗(yàn)室中用含少量CO2雜質(zhì)的CO來還原鐵的氧化物FexOy并證明CO能夠還原FexOy，且本身被氧化為CO2，實(shí)驗(yàn)所提供的各種儀