1、第十章 化学与自然资源的开发利用第一讲 开发利用金属矿物和海水资源一、选择题1海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是 ()A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B错；潮汐发电是将机械能转化为电能，D错。答案C2化学在人类生活中扮演着重要角色，以下应用正确的是 ()A用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯，可达到水果保鲜的目的
2、B为改善食物的色、香、味并防止变质，可在其中加入大量食品添加剂C使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题D天然药物无任何毒副作用，可长期服用解析A项乙烯具有催熟作用，吸收水果释放出的乙烯，能延长水果的保质期；B项食品添加剂要限量使用，不能滥用；C项能导致水体富营养化的主要是氮和磷的化合物；D项天然药物也有毒副作用，不可长期服用。答案A3化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 ()A为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源D垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用解析化肥和农药可以
3、提高农作物的产量和质量，但大量使用时会污染土壤；绿色化学的核心是实现零排放；化石燃料在自然界中不是取之不尽、用之不竭的，还需开发新能源。答案D4下列关于金属冶炼的说法不正确的是 ()A金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B天然矿藏很少只含一种金属元素，往往含有较多杂质C金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤D金属冶炼一定要用到还原剂解析金属冶炼不一定要用到还原剂，例如热分解法就可以不用。答案D5下列做法不能体现低碳生活的是 ()A减少食物加工过程B注意节约用电C尽量购买本地的、当季的食物D大量使用薪柴为燃料解析薪柴燃烧释放出二氧化碳气体，不符合“低碳生活”的理念；减少食物的加工过
4、程和节约用电，可少耗能量，减少释放二氧化碳的量，符合“低碳生活”的理念；购买本地和当季食物，可以减少运输过程的能量耗损，减少二氧化碳的排放，符合“低碳生活”的理念。答案D6氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是 ()A电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化解析由2NaCl(熔融) 2NaCl2可知钠离子得电子被还原，Cl失电子被氧化，A项正确；无论是湿法炼铜还是火法(热还原法)炼铜，都
5、是正二价的铜离子得到电子生成铜原子被还原，B项正确；1 mol Fe3O4被还原为Fe，应转移8 mol e，C项错误；铝热反应放出大量的热，使铁成为液态从而与Al2O3分离，D项正确。故选C。答案C7下列说法正确的是 ()A使元素的化合态转化成游离态的过程就是还原的过程B高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气。工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有约111 mol电子转移D工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠解析元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质的过程则是借助氧
6、化反应，如2BrCl2=2ClBr2，所以选项A不正确；高炉炼铁中起还原剂作用的是CO，而并非焦炭，B错；Al3e=Al3，冶炼1 kg Al共获得电子：n(e)3111.1 mol，所以C正确；D中NaCl水溶液里的H得电子能力远比Na强，所以不可能得到Na，只能得到H2。答案C8钾是一种非常活泼的金属，易与氧气反应生成超氧化钾(KO2)，KO2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸。在理论上我们可以用电解熔融KCl的方法来制备金属钾，而实际我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的KCl与Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的原因有以下四种，其中正确的是 ()钠易溶于熔融的钾盐中钾蒸气易逸出
7、而污染环境钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性抽走钾蒸气时有利于钠与熔化的KCl反应A B C D解析从题干信息可以知道是正确的；金属钠熔化在熔融的钾盐中，将温度控制在比钾沸点稍高，钾变为钾蒸气，将钾蒸气抽出有利于钠与熔化的KCl反应向正向移动；另外，钾蒸气易逸出会污染环境。答案A二、非选择题9A是自然界存在最广泛的第A族元素，常以化合物F存在。从单质A起始发生的一系列化学反应可由下图表示：请回答下列问题：(1)A与水反应的化学方程式为_，E与水反应的化学方程式为_；(2)F的化学式为_，G和D的电子式分别为_和_；(3)D与H反应可能生成的盐有_(填化学式)；(4)实际生产中，可由F为原料制备
8、单质A，简述一种制备方法_。解析(1)据“A是自然界存在最广泛的第A族元素”可知A是Ca元素，与H2O反应生成Ca(OH)2和H2。(2)B是H2，与Na反应生成NaH，NaH与水反应生成NaOH和H2。(3)C是Ca(OH)2，与CO2反应生成CaCO3和H2O，CaCO3分解生成CaO和CO2。(4)将CaCO3与盐酸反应转化为CaCl2，然后电解熔融的CaCl2固体就可以制得单质钙。答案(1)2H2OCa=Ca(OH)2H2NaHH2O=NaOHH2(2)CaCO3Ca22C(3)Na2CO3、NaHCO3(4)将CaCO3与盐酸反应转化为CaCl2，然后电解熔融的CaCl2固体就可以制
9、得单质钙10海水是地球的元素宝库，即便在提取氯化钠、溴、镁后的“废液”中，仍然可以提取有用物质，如碘。应用这种“废液”提取碘的工艺流程如下图所示。(1)步骤加Fe粉的目的是_。(2)写出步骤中反应的离子方程式_。(3)上述生产流程中，可以循环利用的副产物是_。(4)操作的名称是_，选用的试剂是_。解析先使“废液”中的碘离子转化为AgI沉淀，然后再转化为可溶性的FeI2，再用氯气氧化，使之转化为单质碘，萃取即可得到碘。答案(1)使碘化银转化成碘化亚铁和单质银(或将难溶的碘化银转化成可溶的碘化亚铁)(2)2Fe24I3Cl2=2I22Fe36Cl(3)Ag(或AgNO3)(4)萃取、分液CCl41
10、1钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：(1)酸溶后溶液的pH1，Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为_。(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70 ，且不使用浓硝酸，原因是_、_。(3)该厂结合本厂实际，选用的X为_(填化学式)；中和使溶液中_(填离子符号)的浓度减小(中和引起的溶液体积变化可忽略)。(4)上述流程中洗涤的目的是_。解析(1)向钡泥中加入稀HNO3和水后，BaCO3CO2、BaSiO3H2SiO3、BaSO3Ba
11、SO4，而Ba(FeO2)2与稀HNO3发生复分解反应，反应的化学方程式为Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O。(2)酸溶的目的是为了使稀HNO3与BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等反应，从而获得Ba(NO3)2，此过程应使反应缓慢进行，才能使反应更加充分，若温度过高，反应速率加快，反应不够充分，同时也不能用浓HNO3代替稀HNO3，因为浓HNO3不稳定，易挥发、分解。(3)结合本厂的主要化工产品BaCl2、BaCO3、BaSO4可知，能用来调节溶液pH的只有BaCO3，故X为BaCO3；在中和过程中，H被消耗，浓度减小，Fe3容易发
12、生水解，故浓度减小。(4)中和，加入Ba(OH)2调节溶液pH7的过程中，生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去H2SiO3、BaSO4、Fe(OH)3等不溶物，其表面附着Ba2，Ba2属于重金属离子，随意排放会对环境造成影响，所以需用水洗涤不溶物。答案(1)Ba(FeO2)28HNO3=Ba(NO3)22Fe(NO3)34H2O(2)防止反应速率过快浓HNO3易挥发、分解(凡合理答案均可) (3)BaCO3Fe3、H(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染12海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程
13、简图：请回答：(1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要进行的实验操作依次为_(填序号)。A蒸馏 B灼烧 C过滤 D蒸发E冷却结晶(2)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水，下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是_(填序号)。A隔膜的作用，防止氯气与氢氧化钠、氯气与氢气接触而发生反应B电解之前应除去Ca2、Mg2，以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C阴极产物为氢氧化钠和氢气D电解槽的阳极用金属钛网制成(3)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(其溶解度曲线如下图所示)，可进一步加工制得一些重要的产品。若将母液加热升温到60 以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是_；过滤出上述晶体后，将滤液降温到30 以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的_晶体。解析(1)由溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶的方法。(2)隔膜法电解槽的阳极用碳棒制成，阴极为铁网，所以D错误。(3)将母液加热升温到60 以上，由图像可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和NaCl晶体析出，然后将滤液降温到30 以下，又逐渐析出KCl晶体。答案(1)DEC(2)D(3)MgSO4、NaClKCl
