高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用课后作业题

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1、知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式
2、知道海水淡化的意义和方法，熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理
【主干知识梳理】
一、金属矿物的开发利用
1、金属元素在自然界中存在的形态
(1)游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在。如：金和铂以及少量的银和铜
(2)化合态：化学性质比较活泼的金属，在自然界中能以化合态的形式存在。如： Al、Na
【微点拨】
①少数金属在自然界中能以游离态的形式存在；而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在
②在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁
2、金属冶炼的原理和实质
(1)原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解的方法把金属化合物还原为金属单质
(2)实质：金属离子eq \(―――→,\s\up7(得到电子))金属单质，即Mn＋＋ne－―→M
3、金属冶炼的主要步骤

①矿石的富集 (目的：除去杂质，提高矿石右的有用成分的含量)
②冶炼 (目的：得到金属单质)
③精炼 (目的：提高金属的纯度)
4、金属冶炼方法——根据金属的活泼性
(1)物理提取法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在
(2)热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。适用范围是不活泼的金属Hg和Ag
2HgOeq \(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑、2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑
(3)热还原法：适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如：铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。适用范围是较活泼的金属 Zn～Cu
①焦炭还原法：2PbO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2Pb＋CO2↑，C＋2ZnOeq \(=====,\s\up7(高温))2Zn＋CO2↑
②一氧化碳还原法：3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2
③氢气还原法：WO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O
④活泼金属还原法(铝热反应)：2Al＋Cr2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O5eq \(=====,\s\up7(高温))6V＋5Al2O3
(4)电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。适用范围是活泼的金属 K～Al
2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑ 、2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石))4Al＋3O2↑
【微点拨】
①工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高
②冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的
目的是降低Al2O3的熔化温度
③金属的活泼性与冶炼方法的关系：
④金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原
5、铝热反应
(1)概念：铝与某些难熔金属氧化物(如：Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应
(2)反应原理：(以铝和氧化铁反应为例)：Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋Al2O3
(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合
(4)反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态易Al2O3分离
(5)应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，如：3MnO2＋4Aleq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3
②金属焊接，如：野外焊接钢轨等
(6)实验过程
6、回收废旧金属的意义
(1)回收金属的意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染
(2)废旧金属的最好的处理方法是回收利用
如：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、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
7、合理开发和利用金属资源的主要途径
(1)提高金属矿物的利用率
(2)开发环保高效的金属冶炼方法
(3)防止金属的腐蚀
(4)加强废旧金属的回收和再利用
(5)使用其他材料代替金属材料
【对点训练1】
1、工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依据是( )
A．金属在自然界的存在形式 B．金属元素在地壳中的含量
C．金属熔点高低 D．金属阳离子得电子的能力
2、下列化工生产原理错误的是( )
①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁
③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝 ④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故无须加热
A．②③ B．①③ C．①② D．②③④
3、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法 ②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法 ③活泼金属置换法 ④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用② C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
4、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
5、下列说法错误的是( )
A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂
B．加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜
C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
6、铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为( )
A．铝具有还原性 B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜 D．冶炼反应放出大量的热
二、海水资源的开发利用
1、海水水资源的利用
(1)海水水资源利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
(2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。因此，海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向
2、海水的化学资源利用
(1)海水中的化学元素：海水中含量最多的为O、H两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他为微量元素
(2)海水中化学资源的利用
(3)从海水中获取能源
①从海水中提取铀和重水，用于核能开发
②开发潮汐能、波浪能等新型能源
3、从海水中提取镁的流程
【微点拨】
①MgCl2·6H2O加热脱水制无水氯化镁时，为了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO需在HCl气流中加热
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却
4、从海水中提取溴的流程(主要方法：空气吹出法)
5、从海带中提取碘的流程
【对点训练2】
1、海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg
D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
2、从海水中提取镁的工艺流程可表示如下，下列说法不正确的是( )
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
3、从海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3
B．设备Y为蒸馏塔
C．在提取溴的过程中一定有Br－被氧化
D．工业上，每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8 L(标准状况)
4、从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是( )
干海带eq \(――→,\s\up7(灼烧))海带灰eq \(――→,\s\up11(沸水),\s\d4(浸泡))悬浊液eq \(――→,\s\up7(过滤))滤液eq \(――→,\s\up11(H＋),\s\d4(H2O2))碘水eq \(――→,\s\up7(CCl4))I2的CCl4溶液eq \(――→,\s\up7(蒸馏))I2
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
【课后作业】
1、下列说法中，正确的是( )
A．金属的冶炼是把金属单质从其矿物中分离出来
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化
C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
2、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”
3、分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属纯度的说法正确的是( )
A．用氢气的纯度高 B．用金属的纯度高
C．二者相同 D．无法比较
4、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 ml Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 ml e－
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
5、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
6、用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 ml时，消耗铝最少的是( )
A．MnO2 B．WO3 C．C3O4 D．CrO3
7、铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．X物质为KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 ml电子，被还原的Fe2O3为16 g D．可利用铝热反应冶炼铁
8、海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化分析正确的是( )
A．溶质质量增加 B．溶剂质量减小 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减小
9、许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
10、随着人口增长、工业发展，淡水供应出现危机。若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是( )
A．加入明矾，使海水中的泥沙沉淀并淡化 B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化
C．将海水通过离子交换膜除去其所含的盐分 D．利用电渗析法使海水淡化
11、下列关于海水的知识不正确的是( )
A．海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B．海水既苦又涩，不能直接利用
C．海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低
D．海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合
12、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Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
13、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(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤
14、海水提镁的主要流程如下，下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤
④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A．①②③④⑤ B．②③ C．④⑤ D．①④⑤
15、海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．试剂1可以选用石灰乳
B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗
D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq \\al(2－,4)
16、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
17、从淡化海水中提取溴的流程如下，下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
18、已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是( )
A．海水eq \(――→,\s\up7(NaOH))Mg (OH)2eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(灼烧))MgOeq \(――→,\s\up7(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液―→MgCl2(熔融 )eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
19、下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据，请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是( )
A．海水eq \(――→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液―→MgCl2晶体eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(灼烧))MgOeq \(――→,\s\up7(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液eq \(――→,\s\up7(HCl气流))MgCl2(熔融)eq \(――→,\s\up7(电解))Mg
20、某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案，你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是( )
A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成
B．取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无色，证明不含碘元素
C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素
D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素
21、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等金属通常还原方法是________
22、钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是__________________________________________________________；步骤②冷却的目的是_____________________________________________________________
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为
eq \x(TiO2)―→eq \x(TiCl4)eq \(――――→,\s\up7(Mg),\s\d5(800 ℃，Ar))eq \x(Ti)
反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________________
23、工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：
(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？______(填“能”或“不能”)，原因是_______________________________________
(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_____________________________________________________
(3)写出②③④反应的离子方程式
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
【金属矿物与海水资源的开发利用】答案
【对点训练1】
1、D。解析：冶炼金属选择方法是根据金属的活动性，金属冶炼是金属阳离子得电子的过程，即金属冶炼方法与金属阳离子得电子能力有关。
2、D。解析：常用电解熔融NaCl的方法冶炼金属Na，①正确；Na非常活泼，将Na加入饱和MgCl2溶液中，Na先与H2O反应生成NaOH和H2，Mg2＋再与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错误；AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，故冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应，如Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋3CO2，但仍需要高温，④错误。故选项D符合题意。
3、B。解析：(Ⅱ)湿法炼铜是利用Fe与CuSO4反应，B错误。
4、A。解析：C项中金属钠是活泼金属，用电解法制取；B项中汞用加热HgO制取；A项中加热Al2O3难以分解；D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。
5、B。解析：A项，铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋Al2O3，正确；B项，制备单质Cu用热还原法，错误；C项，金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属单质，正确；D项，将旧金属回收，重新利用，变废为宝，正确。
6、B
【对点训练2】
1、C。解析：A中，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B中，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化；D中，海水中溴元素以溴离子(Br－)形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。
2、B。解析：电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。
3、D。解析：A项，溴与X反应生成溴化物，故X为具有还原性的物质，X可为SO2，也可为Na2SO3，正确。B项，溴单质加热蒸发得到溴蒸气，故设备Y为蒸馏塔，正确。C项，氯气氧化海水中的溴离子得到溴单质，溴化物与氯气反应生成溴单质，这两步都是Br－被氧化，正确。D项，Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，根据离子方程式可知，每生成1 ml Br2，需消耗1 ml氯气，故两次氧化共需氯气2 ml，即44.8 L(标准状况)，但这是理论值，在工业上，两次氧化时，氯气都应过量，且被氧化生成的溴最终不能完全得到，故工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2的体积大于44.8 L(标准状况)，错误。
4、A。解析：灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。
【课后作业】
1、C。解析：金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。在金属的冶炼过程中，被冶炼的金属只能得到电子被还原。
2、A。解析：冶炼“药金”的相关反应方程式为ZnCO3eq \(=====,\s\up9(高温))ZnO＋CO2↑、2ZnO＋Ceq \(=====,\s\up9(高温))2Zn＋CO2↑、2Cu2O＋Ceq \(=====,\s\up9(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。
3、A。解析：过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。
4、C。解析：C项，应转移8 ml e－。
5、A。解析：金属钠是活泼金属，用电解法制取；汞用加热HgO制取；加热Al2O3难以分解；铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原为单质。
6、C。解析：根据得失电子守恒有如下关系：，所以C消耗铝最少。
7、C。解析：A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3变为0价，还原1 ml Fe2O3转移6 ml电子，则转移0.3 ml电子还原Fe2O3的物质的量为：eq \f(0.3 ml,6)＝0.05 ml，其质量为：160 g·ml－1×0.05 ml＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。
8、B
9、D。解析：海水中的各种元素都以化合态存在，要生成单质必然发生化学反应，A、B、C均错。海水晒盐得NaCl，蒸馏海水得淡水只发生物理变化。
10、A
11、B。解析：海水可直接利用，如冲厕、作冷却水等。
12、C。解析：海水中的钾元素是以化合态形式存在，要求化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B错误；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将潮汐能转化为电能，因此D也不正确。
13、A。解析：从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式分别为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑，NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Cl2＋H2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl。
14、D。解析：电解熔融氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤，因此③是错误的。
15、C。解析：煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，D正确。
16、C。解析：酸性条件下，H2O2与I－的反应式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，C错误。
17、C。解析：Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 ml Br2消耗2 ml氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得到纯净的溴，D正确。
18、D。解析：工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。A项中使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B项中海水加HCl得不到MgCl2；C项中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，经济效益差。
19、D。解析：本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。
20、D。解析：海带的灰烬中含有的碘元素，是以I－形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确；D中发生了氧化还原反应：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。
21、(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
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\up9(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\up9(高温))4NaCl＋Ti或用Mg来置换：2Mg＋TiCl4eq \(=====,\s\up9(熔融))2MgCl2＋Ti。
22、(1)将Fe3＋还原为Fe2＋ 析出绿矾(FeSO4·7H2O)
(2)绿矾(FeSO4·7H2O) 生石灰(或碳酸钙、废碱)
(3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应
解析：(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe，降温减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。
(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。
(3)反应后Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。
23、(1)不能 若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯
(2)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重
(3)②Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－； ③Ca2＋＋SOeq \\al(2－,4)===CaSO4↓；④Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。
(2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。
实验步骤
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁(Fe2O3)粉末，再倒入2克铝粉、将两者混合均匀
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部撕一个孔，用水润湿下面一点，再跟 另一个漏斗套在一起，使四周都有4层
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③将折好的滤纸架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉倒入纸漏斗中
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④再在上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤点燃镁条，观察发生的现象
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应
②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
操作要点
①内层纸漏斗底部剪个小孔：使熔融物易于落下
②蒸发皿盛沙：防止高温熔融物溅落炸裂蒸发皿
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③镁条：制造高温条件，引起氯酸钾分解，引发铝热反应
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④氯酸钾：制造氧气利于反应
微点拨
①Al与MgO不能发生铝热反应
②铝热反应不是一个反应，而是一类反应
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③铝热反应为放热反应
工艺流程图
基本步骤及主要反应
制熟石灰
CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀Mg2＋
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化，制备MgCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水，制备无水MgCl2
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解熔融的MgCl2，制备镁
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑
海水提溴四个过程
工艺流程图
主要反应
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化)
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取)
工艺流程
海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质
工艺流程图
主要反应
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
物质
氧化镁
氯化镁
熔点/℃
2 852
714
沸点/℃
3 600
1 412