2021学年第一节 自然资源的开发利用综合训练题

这是一份2021学年第一节 自然资源的开发利用综合训练题，共7页。
[基础过关练]
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属被开发利用的先后顺序主要取决于( )
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
D [金属越活泼，金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，因此越难冶炼，故在金属活动性顺序中，越靠后的金属被开发利用得越早，越靠前的金属被开发利用得越晚。]
2．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A．加热Al2O3 B．加热HgO
C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热
[答案] A
3．21世纪以来，国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦接连不断，在捍卫主权的同时，人们看重的是海洋这个巨大宝藏，下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是( )
A．利用海水波浪发电是将动能转化为电能
B．从海水中提取溴单质一定伴有化学变化
C．从海水中提取Mg时，最终须通过电解熔融态的MgO得到Mg
D．积极研发海水直接冷却技术，可减少煤炭的使用量，有利于环境保护
[答案] C
4．关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( )
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银
B [重金属材料填埋将会对环境造成污染。]
5．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是( )
A．海水eq \(――→,\s\up11(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up11(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up11(蒸发))MgCl2eq \(――→,\s\up11(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up11(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up11(△))MgOeq \(――→,\s\up11(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up11(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up11(盐酸))MgCl2eq \(――→,\s\up11(电解))Mg
D [海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。]
6．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
C [工业上沉淀海水中的Mg2＋常采用Ca(OH)2，不用NaOH，因为NaOH的价格较高，C错误。]
7．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．只有①②③④
C．只有①②③⑤ D．只有①②④⑤
A [电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2；H2、Cl2可合成HCl；NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3；NaHCO3受热分解可得Na2CO3，电解熔融的NaCl可制备金属钠。]
8．《天工开物》中有如下描述“共煅五个时辰，其中砂末尽化成汞，布于满釜。”下列金属的冶炼方法与此相同的是( )
A．钠 B．铝 C．银 D．铁
C [题述的金属冶炼过程是加热HgO，使之分解成Hg和O2。工业上冶炼金属钠、铝，常采用的方法是电解法，A、B不符合题意；工业上冶炼银，通常采用加热氧化银的方法，C符合题意；工业冶炼铁，通常采用热还原法，D不符合题意。]
9．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原 ②以较活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属________。
[解析] 选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等金属利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如Na＋KCleq \(=====,\s\up11(高温))NaCl＋K，抽离钾蒸气此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up11(高温))4NaCl＋Ti或用Mg来置换：2Mg＋TiCl4eq \(=====,\s\up11(熔融))2MgCl2＋Ti。
[答案] (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
10．在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。
甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案。
甲：①CuO溶于适量稀硫酸中；
②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。
乙：①铁与稀硫酸反应得氢气；
②用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。
(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系________(填字母)。
A．相同 B．甲多
C．乙多 D．以上三种情况均有可能
(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制的铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因：_____________________________，完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入________，不断搅拌，然后________即得到纯净的铜。
[解析] (1)在用氢气还原氧化铜的反应中，应先通入H2，赶走空气，然后才能加热，并且反应结束后应先撤去酒精灯，再停止通入H2，因此所制得的H2并没有全部参与CuO的还原反应，故生成铜的质量少。
(2)甲方案中铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中混有铁粉也可能混有FeSO4。而乙方案中可能混有CuO，应加入稀硫酸除去CuO。
[答案] (1)B (2)铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中可能混有铁粉也可能混有FeSO4 过量稀硫酸 过滤、洗涤、烘干
[拓展培优练]
11．(素养题)我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )
A．“药金”实质上是铜锌合金
B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金”
D．用灼烧法不能区别黄金和“药金”
A [冶炼“药金”的相关反应方程式为ZnCO3eq \(=====,\s\up11(高温))ZnO＋CO2↑、2ZnO＋Ceq \(=====,\s\up11(高温))2Zn＋CO2↑、2Cu2O＋Ceq \(=====,\s\up11(高温))4Cu＋CO2↑，故A项正确，B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；用灼烧法可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有变化，D项错误。]
12．从海带中提取碘单质，工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是( )
A．实验室灼烧干海带在坩埚中进行
B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出
C．由滤液获得碘水，发生的离子反应为2I－＋H2O2===I2＋2OH－
D．滤液获得碘水，也可用氯水代替双氧水
C [酸性条件下，H2O2与I－的反应式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，C错误。]
13．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；
②焙烧：2PbS＋3O2eq \(=====,\s\up11(高温))2PbO＋2SO2；
③制粗铅：PbO＋Ceq \(=====,\s\up11(高温))Pb＋CO↑；PbO＋COeq \(=====,\s\up11(高温))Pb＋CO2。
下列说法正确的是( )
A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B．将1 ml PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳
C．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO
D．整个冶炼过程中，制取1 ml Pb共转移2 ml电子
B [浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；将1 ml PbS冶炼成Pb的过程中，根据化学方程式得出，2PbS～2PbO～C～2Pb,1 ml PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 ml碳，即需要6 g碳，故B正确；方铅矿焙烧反应2PbS＋3O2eq \(=====,\s\up11(高温))2PbO＋2SO2中，PbS中S元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故C错误；整个冶炼过程中，根据Pb原子守恒，1 ml PbS转化为1 ml PbO转移电子6 ml,1 ml PbO转化为1 ml Pb转移电子2 ml，所以制取1 ml Pb共转移8 ml电子，故D错误。]
14．黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O2eq \(=====,\s\up11(高温))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________(填序号)。
A．高空排放
B．用于制备硫酸
C．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
D．用浓硫酸吸收
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是__________________。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。
所选试剂为________________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为___________________。
[解析] (1)分析化学方程式中各元素化合价可知：Cu由＋2价→0价，O由0价→－2价，铜元素、氧元素在反应中被还原。
(2)二氧化硫污染环境，不能排入空气中。浓硫酸既不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫。可将二氧化硫“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱溶液吸收SO2制亚硫酸钠。
(3)Al3＋与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将Al3＋除去，反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。若要证明炉渣中含有FeO，可先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，亚铁离子具有强还原性，可以使KMnO4溶液褪色。故选用的试剂是稀硫酸和KMnO4溶液。
[答案] (1)Cu、O (2)BC
(3)a.Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
b．稀硫酸、KMnO4溶液 用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使KMnO4溶液褪色
15．某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去)：
①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。
请回答：
(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为___________________
_____________________________________________________。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用为____________________________。
(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为____________________。
(4)此实验中尾气可用________(填选项字母)吸收处理。
a．水 b．浓硫酸
c．NaOH溶液 d．饱和NaCl溶液
(5)若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式：_______________________。
[解析] (1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出，步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气进入B中。(3)二氧化硫具有还原性，能被溴氧化，则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SOeq \\al(2－,4)。(4)氯气、SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收，故c项正确。(5)滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5Br－＋BrOeq \\al(－,3)＋6H＋===3Br2＋3H2O。
[答案] (1)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up11(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)使A中生成的Br2随空气进入B中
(3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SOeq \\al(2－,4) (4)c
(5)5Br－＋BrOeq \\al(－,3)＋6H＋===3Br2＋3H2O