专项11 开发利用金属矿物和海水资源-2019-2020学年高一下学期化学期末复习专项训练（人教必修2）

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1、知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 专项11 开发利用金属矿物和海水资源 一、选择题 1．明代《天工开物》记载了“火法”冶炼锌的方法：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也”（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭）．下列说法不正确的是（　　） A．煤炭中起作用的主要元素是碳 B．该冶炼锌的方法属于热还原法 C．倭铅是指金属锌和铅的混合物 D．冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑ 2．下列反应中，反应后固体物质没有增重的是（　　） A．碳酸钡粉末加入到足量稀硫酸中 B

2、．Na2O2粉末空气中露置一段时间 C．铝与足量V2O5发生铝热反应 D．将足量铁屑投入CuCl2溶液 3．化学与工业紧密相连，下列说法正确的是（　　） A．金属钠由于很容易与氧气反应，因此无法用来冶炼金属 B．电解法、热还原法都可以用来冶炼金属铜 C．增大压强对于合成氨和三氧化硫的合成都是有利的，因此反应设备都需要耐高压 D．石灰水中通入氯气是用于工业合成漂白粉的有效手段 4．把铝粉和某铁的氧化物（xFeO·yFe2O3）粉末配成铝热剂，分成两等份．一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应．前后两种情况下生成的气体质量比是5：7，则

3、x：y为（　　） A．1：1 B．1：2 C．5：7 D．7：5 5．把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂，分成两等份。第一份在高温下恰好完全 反应，然后将生成物和足量稀盐酸反应；第二份直接投入足量的 NaOH 溶液中，充分反应。则两种情况下生成气体的体积之比是(相同状态下) ( ) A．1：1 B．9：8 C．3：4 D．4：3 6．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，如图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是（　　） A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度比较小 B．除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42-、Ca2+),加入的药品顺

4、序为:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化 D．工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁 7．实验是研究化学的基础，下图中所示的制备实验方法、装置或操作均正确的是（ ） A．可用装置甲制取氯气 B．可用装置乙制取氨气 C．可用装置丙制取并检验乙炔 D．可用装置丁制得金属锰 8．我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务．下列有关海水综合利用的说法不正确的是（　　） A．从海水中提炼出的氘（含HDO 0.03‰）进行核聚变，放出巨大的能量以解决能源问题，成为一条新的科学思路，H

5、DO与H2O化学性质相同 B．从海水中提取镁可以采用下列方法：海水Mg（OH）2MgCl2溶液→MgCl2·6H2OMgCl2 （熔融）Mg C．从海水获得的碘，可以跟氧气反应生成多种化合物，其中一种称为碘酸碘，在该化合物中，碘元素呈+3和+5两种价态，这种化合物的化学式是I4O9 D．除去粗盐中的SO42﹣、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 9．下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ） A．海水晒盐后的母液中，直接加入CCl4可萃取Br2单质 B．从海水制海盐主要是通过化学变化完成 C．电解

6、氯化钠溶液可以制得钠单质和氯气 D．电解熔融的氯化镁可制备镁单质和氯气 10．下列化工生产原理错误的是：①可以用电解熔融的氯化铝的方法来制取金属铝 ②可以把钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用热分解法冶炼铁 ④湿法炼铜是用锌和硫酸铜溶液反应置换出铜( ) A．②③ B．①③ C．①②③ D．①②③④ 11．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 下列说法中错误的是(　　) A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，而且d

7、一定是氧化铝 12．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下。下列有关说法错误的是（ ） A．制取玻璃和粗硅时生成的气体产物均为CO2 B．生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应 C．粗硅制髙纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法 D．黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料 二、非选择题 13．某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水，并以四氯化碳（沸点76.8℃）为溶剂将碘从碘水中提取出来，具体过程如图所示。 请回答下列问题： （1）操作①的名称为 、

8、 ； （2）向含碘单质的水溶液中加入CCl4 振荡、静置后，观察到的现象是 ； （3）操作③中，将含碘单质的水溶液与CCl4在分液漏斗中混合、振荡摇匀放在铁架台的铁圈上，分液漏斗的下端尖嘴处紧贴在承接的烧杯内壁上静置后，下面的操作步骤是 。 （4）从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，该实验需要的主要玻璃仪器除酒精灯、烧杯、温度计、锥形瓶、牛角管外，还需要 ，实验中温度计水

9、银球所处位置为 。 14．溴化钙可用于石油钻井，也可用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等．制备CaBr2·2H2O的主要流程如下： 工业提取液溴主要采用空气吹出法，其主要流程如下： 请回答： （1）Fe与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是　 　． （2）试剂B最好选用　 　． （3）操作Ⅰ的步骤为蒸发浓缩、　 　、洗涤、干燥． （4）下列说法中错误的是　 　． a．滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）2、Fe（OH）3； b．操作Ⅱ的名称是萃取 c．

10、流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br2 d．成品溴中含有的少量Cl2，可加入Na2SO3溶液，然后分液除去 （5）制得的CaBr2·2H2O可以通过以下方法测定纯度：称取5．00g样品溶于水，滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，得到2．00g固体。 ①纯度测定中用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、　 　． ②洗涤沉淀的操作方法是　 　． ③测得CaBr2·2H2O的质量分数为　 　。 15．草酸氧钛钡晶体[化

11、学式为BaTi（C2O4）2·4H2O]是制造电子陶瓷原料钛酸钡的重要中间体，可通过以下工艺流程制备． 回答下列问题： （1）酸浸时发生的反应的离子方程式为　 　；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为　 　（写出一条）． （2）可循环使用的物质X的电子式为　 　． （3）结合流程判断，草酸氧钛钡　 　（填“能”或“不能”）溶于稀盐酸． （4）TiCl4（沸点137℃）露置在空气中会迅速与空气中的水反应，有白雾产生，生成的白色二氧化钛粉末用途广泛，写出反应的化学方程式：　

12、 　．工业上用氯化法制得的粗四氯化钛中常混有SiCl4（沸点57．6℃）、VOCl3（沸点127．2℃），可用　 　法除去SiCl4；不能用该法除去VOCl3，原因是　 　． （5）单质钛是一种性能优异的稀有金属，在军事、航天、医学等领域有广泛用途．以TiCl4和金属镁为原料制取金属钛的化学方程式为　 　． 8 / 8 参考答案 1、【答案】C 【解析】A．反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C，故A正确； B．依据方程式可知ZnCO3+2CZn+3CO↑，该反应是

13、利用碳还原碳酸锌生成锌单质，属于热还原法，故B正确； C．由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故C错误； D．碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式：ZnCO3+2CZn+3CO↑，故D正确； 故选C。 2、【答案】C 【解析】A、碳酸钡中加入稀硫酸的离子反应为BaCO3+SO42﹣+2H+=BaSO4↓+CO2↑+H2O，固体质量增加，故A错误； B、过氧化钠和空气中水蒸气、二氧化碳反应，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，反应后固体质量增加，故B错误； C、铝和V2O5发生反应生成钒和氧化铝，10Al+3V2

14、O5=5Al2O3+6V，质量守恒可知，固体质量无变化，故C正确； D、铁和氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，Fe+CuCl2=Cu+FeCl2，固体质量增加，故D错误； 故选C。 3、【答案】B 【解析】A．金属钠还原性非常强，能够与熔融的氯化钛反应生成钛，可以用来冶炼金属，故A错误； B．铜性质较活泼，可以用热还原法冶炼，也可以用电解法制取，故B正确； C．大压强对于合成氨和三氧化硫的合成都是有利的，因此加压有利于反应向正方向进行，提高产品产率，故C错误； D．石灰乳中通入氯气是用于工业合成漂白粉的有效手段，故D错误； 故选：B。 4、【答案】B 【解析】把铝粉和某铁氧化

15、物xFeO·yFe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，Fe与盐酸反应生成FeCl2与H2，令一份直接加入足量的NaOH溶液分反应生成偏铝酸钠与氢气，前后两种情况下生成的气体质量比是5：6，设氢气物质的量分别为5mol、6mol， 根据电子转移守恒，n（Fe）=n（H2）=5mol，n（Al）==mol， 假设x molFeO、ymol Fe2O3， 由Fe元素守恒可知：x+2y=5，由电子转移守恒，可得：2x+2y×3=×3解得x=1，y=2， 故x：y=1：2， 故选B． 5、【答案】C 【解析】把Fe3O4和铝粉配成铝热剂，分成两等份，一

16、份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知n(Fe)=3n(Al)，然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知n(H2)=n(Fe)；令一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知2n′(H2)=3n(Al)。 6、【答案】A 【解析】本题考查海水资源的综合应用，涉及金属冶炼、氧化还原反应及海水提碘、海水提溴的反应原理等知识。 7、【答案】D 【解析】A．浓盐酸与二氧化硫反应需要加热，图中缺少酒精灯加热，故A错误；B．制备氨气时反应生成水，试管口不能向上，图中试管口应略向下倾斜，

17、故B错误；C．乙炔、H2S等均能被高锰酸钾氧化，应先利用硫酸铜溶液除杂，再利用高锰酸钾溶液检验乙炔，故C错误；D．点燃镁条，引发铝热反应，Al与二氧化锰发生氧化还原反应可制得金属锰，故D正确；故选D。 8、【答案】D 【解析】A．同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，原子最外层电子数相同，化学性质相同，HDO与H2O化学性质相同，故A正确； B．海水中含有镁离子，先将海水蒸发、浓缩得到含有镁离子的溶液，再向溶液中加入沉淀剂将Mg 2+转化为Mg（OH）2，加入的沉淀剂应该具有碱性且价格较廉价、来源丰富，贝壳中含有CaCO3且来源丰富，煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到C

18、a（OH）2，所以加入的沉淀剂是Ca（OH）2，将镁离子转化为Mg（OH）2；将Mg（OH）2溶于稀盐酸得到MgCl2，将MgCl2在HCl氛围中加热得到MgCl2固体，电解熔融MgCl2得到Mg，MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑，故B正确； C．因碘酸碘的化学式一定为Im（IO3）n形式，其中碘酸根为﹣1价（类似于氯酸根），碘酸根中I的化合价为+5价，所以前面的I的化合价为+3价，所以碘酸碘的化学式为：I（IO3）3，即 I4O9，故C正确； D．除去粗盐中的可溶性杂质：Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42﹣时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg2++2OH﹣=Mg（OH

19、）2↓，Fe3++3OH﹣═Fe（OH）3↓，加入过量BaCl2（去除硫酸根离子）：SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓；加入过量Na2CO3（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca2++CO32﹣=CaCO3，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序；然后调节溶液的pH等于7后蒸发即可，选项中过量的氯化钡不能除去，故D错误； 故选D。 9、【答案】D 【解析】A．海水晒盐后的母液中，溴以Br-离子形式存在，在用氯气等氧化剂氧化后、萃取、蒸馏，故A错误； B．海水制海盐用的是蒸发原理，属于物理变化，故B错误； C．电解氯化钠溶液生成NaOH、氢气、氯气，可选惰性电极电解熔

20、融NaCl制得钠单质和氯气，故C错误； D．氯化镁为离子化合物，电解熔融氯化镁可冶炼Mg，同时生成氯气，故D正确； 故选D。 10、【答案】D 【解析】一般来说，活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得；较活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法制得，常用还原剂有(C、CO、H2等)；不活泼金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，Pt、Au用物理分离的方法制得。 11、【答案】C 12、【答案】A 【解析】A、制取玻璃是碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，制取粗硅是二氧化硅和碳反应生成硅和一氧化碳，错误，选A；B

21、、生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应，正确，不选；C、四氯化硅的熔沸点都很低，用多次蒸馏的方法提纯，正确，不选；D、二氧化硫可以进一步和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫再和水反应生成硫酸，氧化亚铁可以用来炼铁，正确，不选；故选A。 13、【答案】（1）溶解、过滤； （2）溶液分层，上层为水层接近无色，下层为CCl4层呈紫红色 （3）打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），再转动打开活 塞，使下层液体缓慢流下后，关闭活塞，将上层液体从上口倒出。 （4）蒸馏烧瓶、冷凝管 ；蒸馏烧瓶支管口处 【解析】（3）根据萃取的实验操作，打开分液漏斗的玻璃塞（或将

22、分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），目的是为了使漏斗内外空气相通，以保证进行液体顺利流出，再转动打开活塞，使下层液体缓慢流下后，因上层液体从下口流出，产生杂质，所以关闭活塞，将上层液体从上口倒出，故答案为：打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），再转动打开活塞，使下层液体缓慢流下后，关闭活塞，将上层液体从上口倒出； （4）从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，蒸馏操作中所用的仪器有：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶（接收器），还需要蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管（尾接管）；因温度计测量的是蒸汽的温度，故应放在支

23、管口，故答案为：蒸馏烧瓶、冷凝管；蒸馏烧瓶支管口处。 14、【答案】（1）防止液溴挥发，降低原料利用率； （2）HBr； （3）冷却结晶、过滤； （4）bd； （5）① 烧杯、玻璃棒、漏斗； ② 向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复2～3次； ③ 94．40%， 【解析】根据反应流程，液溴中加入过量铁粉和水生成溴化亚铁，再加入氢氧化钙，氢氧化钙和溴化亚铁反应生成溴化钙和氢氧化亚铁，过滤得到滤液为溴化钙溶液，滤渣为氢氧化亚铁，部分氢氧化亚铁可能被氧化成氢氧化铁，溴化钙溶液中加入HBr加热蒸发浓缩冷却结晶得到CaBr2·2H2O，测定CaBr2·2H2O纯度，

24、可用CaBr2与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙的质量可计算出CaBr2的质量，进而确定质量分数。 （1）因为溴易挥发，会降低原料利用率，所以Fe与液溴的反应温度不能超过40℃。 （2）根据上面的分析可知，试剂B最好选用HBr。 （3）操作Ⅰ为从溴化钙溶液中获得溴化钙晶体，实验的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （4）a．根据上面的分析可知，滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）2、Fe（OH）3，故a正确； b．根据上面的分析可知，操作Ⅱ的名称是干燥，故b错误； c．根据上面的分析可知，流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br2，故c正确； d．因为N

25、a2SO3溶液能与溴反应，所以不能用Na2SO3溶液除氯气，故d错误；故选bd。 （5）①根据碳酸钙的质量可计算出CaBr2的质量，进而确定质量分数，所以在溴化钙溶液中加入碳酸钠溶液生成 沉淀，沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗； ②洗涤沉淀的操作方法是向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复2～3次； ③根据题意，测得CaCO3的质量为2．00g，根据关系式CaBr2·2H2O～CaCO3可知，CaBr2·2H2O的质量为g=4．72g，所以CaBr2·2H2O的质量分数为×100%=94.40%。 15、【答案】（1

26、）BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O；将碳酸钡矿石粉碎； （2）； （3）不能； （4）TiCl4+2H2O=TiO2+HCl↑；蒸馏；VOCl3与TiCl4的沸点相差太小 （5）TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti 【解析】本题考查制备实验方案的设计．碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡，然后氯化钡与四氯化碳、草酸反应生成BaTiO（C2O4）2·4H2O，同时得到X为HCl，HCl再循环利用，经过过滤、洗涤、干燥得到草酸氧钛钡晶体． （1）酸浸时碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳与水，反应离子方程式为：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，将碳酸钡矿石粉碎、搅拌等

27、，可提高反应速率。 （2）物质X为HCl，电子式为。 （3）生成草酸氧钛钡晶体同时也生成HCl，说明草酸氧钛钡不能溶于稀盐酸，故答案为：不能； （4）TiCl4露置在空气中会迅速与空气中的水反应，有白雾产生，生成的白色二氧化钛，白雾是由生成HCl与空气中水蒸气结合形成的小液滴，反应方程式为：TiCl4+2H2O=TiO2+HCl↑， 由物质的沸点可知，SiCl4与TiCl4的沸点相差比较大，可以用蒸馏的方法除去SiCl4，而VOCl3与TiCl4的沸点相差不大，不能用蒸馏方法除去。 （5）TiCl4和金属镁发生置换反应生成Ti与MgCl2，反应方程式为：TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。