【創(chuàng)新設計】(四川專用)2014高考化學一輪復習第10章第1講金屬礦物和海水資源的開發(fā)利用

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1、 第十章 化學與自然資源的開發(fā)利用 第一講 金屬礦物和海水資源的開發(fā)利用 ( 時間： 45 分鐘 滿分： 100 分 ) 考 點 題 號 金屬的冶煉 1、2、 5、 7、10 海水的開發(fā)利用 3、 4、 6、 8、9、 11 一、選擇題 ( 本題共 7 個小題，每題 6 分，共 42 分。每個小題只有一個選項符合題意 ) 1．人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單質的時間順序是 ( ) A．銅、鐵、鋁、鈦 B．鐵、鋁、銅、鈦 C．銅、鐵、鈦、鋁 D．鐵、銅、鋁、鈦 解析

2、金屬越活潑越難冶煉，人們發(fā)現(xiàn)和使用越晚，所以人類對金屬單質的使用由早到 晚的順序是銅、鐵、鋁、鈦。 答案 A 2．(2012 自貢階段測試 ) 下列制備金屬單質的方法或原理正確的是 ( ) 。 A．在高溫條件下，用 H2 還原 MgO制備單質 Mg B．在通電條件下，電解熔融 Al 2O3 制備單質 Al C．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質 Na D．加強熱，使 CuO在高溫條件下分解制備單質 Cu 解析 制備單質 Mg應該用電解熔融 MgCl2 的方法；制備單質 Na 采用電解熔融 NaCl 的方 法；制備單質 Cu 用熱還原法。

3、 答案 B 3．海水是一個巨大的化學資源寶庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是 ( ) 。 A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質 B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化 C．從海水中可以得到 NaCl ，電解熔融 NaCl 可制備 Cl 2 D．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能 解析 海水中鉀元素以離子形式存在，生成鉀單質必然發(fā)生化學反應， A 錯；海水蒸發(fā) 制海鹽發(fā)生的是物理變化， B 錯；潮汐發(fā)電是將機械能轉化為電能， D錯。 答案 C 1 4．右圖是模擬氯堿工業(yè)

4、生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置，下列有關說 法錯誤的是 ( ) 。 A．燒瓶中立即出現(xiàn)白煙 B．燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色 C．燒瓶中發(fā)生的反應表明常溫下氨氣有還原性 D．燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體 解析 此題考查化學實驗、 元素化合物的性質等知識。 分析裝置圖， 可知氨氣和氯氣接觸時發(fā)生反應： 8NH＋ 3Cl 2 ===6NHCl ＋ N ，燒瓶中出現(xiàn)白煙， A 對；不 3 4 2 能出現(xiàn)紅棕色氣體， B 錯；該反應中氨氣中的氮元素化合價升高，表現(xiàn)還原性， C 對； 燒杯中的氫氧化鈉可以吸收多余的

5、有害氣體， D 對。 答案 B 5．(2012 南京質檢 ) 氧化還原反應廣泛應用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是 ( ) 。 A．電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應中，鈉離子被還原，氯離子被氧化 B．濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生還原反應 C．用磁鐵礦煉鐵的反應中， 1 mol Fe 3 O4 被 CO還原成 Fe，轉移 9 mol e － D．鋁熱法還原鐵的反應中，放出的熱量能使鐵熔化 電解 解析 由 2NaCl( 熔融 )=====2Na＋ Cl 2↑可知鈉離子得電子被還原， Cl

6、 － 失電子被氧化， A 項正確；無論是濕法煉銅還是火法 ( 熱還原法 ) 煉銅，都是正二價的銅離子得到電子生成 銅原子被還原， B 項正確； 1 mol Fe 3O4 被還原為 Fe，應轉移 8 mol e － ，C 項錯誤；鋁熱 反應放出大量的熱，使鐵成為液態(tài)從而與 Al 2O3 分離， D 項正確。故選 C。 答案 C 6．海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)、能源、藥物和水產(chǎn)資源。下圖是從海水中提取某些原料的流程圖。 下列有關說法正確的是 ( ) 。 A．第①步中除去粗鹽中的

7、 2－ 2＋ 2＋ 、Fe 3＋ 等雜質，加入的藥品順序為 Na2CO3溶 SO4 、 Ca 、 Mg 液―→NaOH溶液―→BaCl 2 溶液― →過濾后加鹽酸 B．工業(yè)上通過氯堿工業(yè)制取金屬鈉 C．從第③步到第⑤步的目的是濃縮、富集溴單質 2 D．第②步的反應條件是高溫加熱 解析 分析流程圖，除去粗鹽中的雜質時，應先加氯化鋇溶液再加碳酸鈉溶液，以除去 過量的鋇離子， A 錯；氯堿工業(yè)的產(chǎn)品是氫氧化鈉、氯氣和氫氣，得不到金屬鈉， B 錯； 溴離子在海水中的濃度較小， 必須經(jīng)

8、過濃縮、 富集才有利于得到溴單質， C 對；MgCl26H2O 高溫加熱時，由于鎂離子水解，最終得到的是氧化鎂，得不到氯化鎂， D 錯。 答案 C 7．(2013 廣元一模 ) 諾貝爾化學獎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 常有效的烯烴復分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學原理為： 高溫 ① 2MoS＋ 7O2=====2MoO3＋ 4SO2； ②MoO3＋ 2NH3H2O===(NH4) 2MoO4＋ H2O； ③ (NH4) 2MoO4＋ 2HCl===HMoO4↓＋ 2NH4Cl ； △ ④H2MoO4=====MoO

9、3＋ 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)生的尾氣可直接排入空氣中 B． MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物 C． H2MoO4的酸性比鹽酸強 D．利用 H2、 CO和鋁分別還原等量的 MoO3，所消耗還原劑的物質的量之比為 3∶3∶2 解析 A 項， MoS2 煅燒產(chǎn)生的 SO2 是大氣污染物，不能直接排入空氣， A 不正確； B 項， MoO3與氨水反應表現(xiàn)出酸性氧化物的性質， B 不正確； C 項， H2MoO4可用鹽酸制取，酸性 比鹽酸弱， C 不正確； D 項還

10、原 1 mol MoO 3 需要 6 mol 電子，消耗 H2、 CO、 Al 的物質的 6 6 6 量分別為 2∶ 2∶ 3＝3∶3∶2， D 正確。 答案 D 二、非選擇題 ( 本題共 4 個小題，共 58 分) 8．(14 分 ) 我國有較長的海岸線，浩瀚的海洋是一個巨大的物質資源和能量的寶庫。目前，世界各國都在研究如何充分利用海洋資源。全球海水中的溴的儲量豐富，約占地球溴總 儲量的 99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為 65 mgL－ 1。其工業(yè)提取法有： Ⅰ . 空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，使溴置換出

11、來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到單質溴。該方法涉及的反應有： ①____________________________________寫(出離子方程式 ) ； 2－ － ＋ 5Br － ②3Br ＋ 3CO ===BrO ＋3CO↑； 2 3 2 3 ③ _____________________________________寫(出離子方程式) 。 其中反應②中氧化劑是 ________，還原劑是 ________。 Ⅱ. 空氣吹出 SO2 吸

12、收法。該方法基本同 ( Ⅰ) ，只是將吹出的溴用 SO2 溶液來吸收，使溴轉化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質溴。 寫 出 溴 與 二 氧 化 硫 反 應 的 化 學 方 程 式 _______________________ _________________________________________________ 。 Ⅲ . 溶劑萃取法。該法是利用單質溴在水中和萃取劑中溶解度的不同的原理來進行的。 實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是_______________________ 。 下列可以用于海水中溴的萃取的試劑

13、是________( 填序號 ) 。 ①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸 解析 Ⅰ、由氯氣通入到富含溴離子的海水中，將溴置換出來，可寫出 Cl ＋ 2Br － ===Br 2 2 ＋ 2Cl － ，結合氧化還原反應的歸中規(guī)律可知， － ＋ 5Br － ＋ 6H ＋ ===3Br2＋3H2O；Ⅱ、 BrO3 溴與二氧化硫反應和氯氣與二氧化硫反應相似；Ⅲ、萃取用到的實驗儀器有分液漏斗、 燒杯，萃取劑為四氯化碳。 答案

14、 (1) Ⅰ.Cl ＋ 2Br － ===Br ＋2Cl －－ ＋ 5Br － ＋ ＋ 3H O Br Br BrO ＋ 6H ===3Br 2 2 2 2 3 2 2 Ⅱ .Br 2＋ SO2＋ 2H2O===H2SO4＋ 2HBr Ⅲ. 分液漏斗、燒杯 ② 9．(15 分 ) 我國瀕臨海域的省份能夠充分利用海水制得多種化工產(chǎn)品。如圖是以海水、貝殼 ( 主要成分 CaCO3) 等為原料制取幾種化工產(chǎn)品的工藝流程圖，其中 E 是一種化肥， N 是一 種常見的金屬單質

15、。 結合上述工藝流程回答下列問題。 (1) 物質 G和 L 的化學式分別為 ________和 ________。固體 B 是生活中的一種必需品，主要用作 ________。 (2) 上述工藝流程中可以循環(huán)使用的物質的化學式為________。 (3) 反應①的化學方程式為 ________________________________________ ； 在 反 應 ① 中 必 須 先 通 入 NH3 ， 而 后 通 入 D， 其 原 因 是 ___

16、_________________ 4 ________________________________________________________ 。 (4) 工 業(yè) 上 利 用 F 可 制 得 另 一 種 化 工 產(chǎn) 品 ， 該 反 應 的 化 學 方 程 式 為 _________________________________________________________ 。 (5) 由 K 溶 液 經(jīng) 如 何 處 理 才 能 制 得 N？ __________________________________

17、 ___________________________________________________________________________ ___________________________________ 。 解析 根據(jù)題中提示可知 C 為 CaO，D 為 CO2，固體 B 是生活中的一種必需品，可由海水 曝曬過濾得到，推測 B 為 NaCl 。 NaCl 與 NH3、CO2、 H2O反應可以得到化肥 E 和沉淀 F， 根據(jù)侯氏制堿法知識可以推測 E為 NH4Cl ，F(xiàn) 為 NaHCO3，母液與 CaO反應得到可以煅燒的 物質 H 可以推測

18、母液中參與反應的主要物質為 MgCl2，H 為 Mg(OH)2，G為 CaCl2，I 為 MgO， 結合 N 是一種常見金屬單質，推測 N 為 Mg，結合題中第 (5) 問可以推測 K 為 MgCl2 ，則 M 為 Cl 2， J 為鹽酸， L 為 H2。將推測代入流程圖中檢驗，符合題意。答案 (1)CaCl 2 H2 調味劑 (2)CO2 (3)NaCl ＋ NH3＋ CO2＋ H2O===NaHCO3↓＋ NH4Cl NH3 在水中的溶解度大，先通入 NH3，有利 于吸收 CO2 △ (4)2NaHCO3=====Na2CO3＋ CO2↑＋ H2O

19、 (5) 將 MgCl2 溶液在氯化氫氣體中進行蒸發(fā)結晶制得 MgCl2 晶體，電解熔融的 MgCl2 晶體 可制取金屬鎂 10． (14 分 ) 目前消耗量巨大、有著“高能金屬”美譽的鋰與鎂在性質上有諸多相似之處。 工業(yè)上通常采用的由 β 鋰輝礦 (LiAlSi 2O6 和少量鈣鎂雜質 ) 制備金屬鋰的工藝流程如 下，其中該 β 鋰輝礦經(jīng)研磨后與硫酸在 250～300 ℃反應，生成 Li 2SO4 以及鋁硅化合 物、 MgSO4等。請回答下列問題： (1) 沉 淀 X 的 主 要

20、成 分 是 ( 寫 化 學 式 )_________________________________ _______________________________________ 。 (2) 流 程 中 前 后 兩 次 使 用 的 Na2CO3 溶 液 濃 度 不 同 的 原 因 是 ________________ ______________________________________________________ 。 (3)20% Li 2SO4 溶液中加入飽和 Na2CO3 溶液時的離子方程式為 _____________ _______ ，

21、 已知 Li CO在水中的溶解度隨著溫度升高而減小。因而在過濾得到 Li CO時應采取的操 2 3 2 3 5 作是 ___________________________________ 。 (4) 將鹽酸與 Li 2CO3 完全反應后的溶液加熱蒸干得到固體，再將其熔融電解生產(chǎn)鋰，但 電解時產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氣體________( 寫化學式 ) 。 (5) 氫氣是一種清潔能源，但它的制取、存儲和運輸都很困難。鋰是一種重要的儲氫材 料，一定質量的金屬鋰完全反應時吸收 0.8 g 氫氣，得到的氫化鋰與足量水反應

22、放出的氫氣在標準狀況下的體積為 ________。 解析 (1) 經(jīng)水浸泡處理后得到的溶液中含有 Li 2SO4、MgSO4，加入 Ca(OH)2 后得到 Mg(OH)2 沉淀，再加入 Na2CO3 后又生成 CaCO3沉淀，故 X 的主要成分是 CaCO3、Mg(OH)2。(2) 第一次使用 Na2CO3溶液是為了除去 Ca2＋ ，第二次是為了得到 Li 2CO3，前者濃度小是防止形成 Li CO沉淀，后者濃度大則有利于 ＋ Li 2 3  形成沉淀。 (3) 因溫度高碳酸鋰溶解度小，故應趁 熱過濾。(4) 由鋰鎂性質

23、具有相似性 ( 二者在周期表中處于對角線位置 ) 知，加熱蒸干 LiCl 溶液過程中可能會有部分 Li ＋ 水解生成 LiOH，受熱分解得到 Li 2O，電解時會生成一定量 O2。(5)0.8 g H 2 為 0.4 mol ，生成的 LiH 為 0.8 mol ，由 LiH ＋ H2O===LiOH＋H2↑知生成 的 H2 為 0.8 mol ，標準狀況下體積為 17.92 L 。 答案 (1)CaCO 、 Mg(OH) 3 2 2＋

24、 ，濃度過大會使部分 Li ＋ 沉淀，后者是為了得到 Li 2CO，濃度大 (2) 前者是為了除去 Ca 3 有利于 Li 2CO3 沉淀的生成 ( 其他合理答案均可) (3)2Li ＋ 2－ ===Li2CO3↓ 趁熱過濾 ＋ CO3 (4)O 2( 其他合理答案均可 ) (5)17.92 L 11． (15 分 ) (2013 攀枝花二檢 ) 海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如表所示。

25、 成分 含量 (mgL－ 1) 成分 含量 (mgL－ 1) Cl － 18 980 Ca2＋ 400 ＋ 10 560 － 142 Na HCO3 2－ 2 560 － 64 SO Br 4 2＋ 1 272 Mg (1) 電滲析法淡化海水的示意圖如圖所示，其中陰 ( 陽 ) 離子交換膜僅允許陰 ( 陽 ) 離子通 過。 6

26、 ①陽極的主要電極反應式是 _______________________________________ 。 ②在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀， 其成分有 ________和 CaCO3，生成 CaCO3的離子方程式 是 _______________________________________________ _____________________________________________________________

27、___ 。 ③淡水的出口為 ________( 填“ a”、“ b”或“ c”) 。 (2) 利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如下。 ①提取溴的過程中， 經(jīng)過兩次 Br － →Br 2 轉化的目的是 ________，吸收塔中發(fā)生反應的離 子 方 程 式 是 ________ 。 用 平 衡 移 動 原 理 解 釋 通 空 氣 的 目 的 是 _______________________________________________________________ 。 ②從 MgCl2 溶

28、液中得到 MgCl26H2O晶體的主要操作是 ________________ 、過濾、洗滌、 干燥。 ③依據(jù)上述流程，若將 10 m 3 海水中的溴元素轉化為工業(yè)溴，至少需要標準狀況下 Cl 2 的體積為 ________L( 忽略 Cl 2 的溶解 ) 。 解析 (1) ①在陽極是陰離子放電。由于海水中 Br － 濃度太小，所以主要是 Cl － 放電。② 在陰極是 ＋ － 2＋

29、 － － H 放電，致使溶液中 OH 濃度增大， 所以 Mg 轉化為 Mg(OH) ；OH 還能與 HCO 2 3 反應生成 2－ 2－ 2＋ 結合生成 CaCO3沉淀。 (2) ②由于得到的是 MgCl26H2O，所以 CO3 ，CO3 與 Ca 需要經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾等步驟，而不能直接將溶液蒸干。③ 10 m 3 海水中 － 4 － 3 － 1

30、 － － ＋ Br 2，可知一次轉 Br 的質量為 10 L6410 gL ＝ 640 g，根據(jù) Cl 2＋2Br ===2Cl 化消耗 89.6 L Cl 2( 標準狀況下 ) ，兩次需要 179.2 L Cl 2( 標準狀況下 ) 。 答案 (1) ①2Cl － － 2e － ===Cl ↑ ②Mg(OH) 2＋ － － ③b Ca ＋OH ＋ HCO ===CaCO↓＋ HO 2 2

31、 3 3 2 7 (2) ①對溴元素進行富集 ＋ －2－ 通入空氣將溴蒸氣帶 SO＋ Br ＋ 2H O===4H＋ 2Br ＋ SO 2 2 2 4 出，使 Br 2 2(aq)( 或 Br 2＋ H2 ＋HBrO)平衡向左移動 ②加熱濃縮、冷卻結晶 ③179.2 8