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第一课时练习题

课时作业

A篇·知识对点训练

知识点1　金属矿物的开发利用

1．下列变化过程不属于金属冶炼的是(　　)

A．电解氧化铝

B．铁在氧气中燃烧

C．金属氧化物与焦炭在高温下反应

D．高温下CO还原CuO

答案　B

解析　A项，电解氧化铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑；B项，铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不属于金属冶炼；C项，焦炭具有还原性，可以在高温条件下把金属从金属氧化物中还原出来；D项，高温下CO可还原CuO生成Cu。

2．铝的活泼性较强，直到十八世纪人类才开始将铝从它的化合物中冶炼出来，当时铝十分昂贵，拿破仑的头盔就是用铝制作的，现在还保存在大英博物馆中。下列有关炼铝的方法正确的是(　　)

A．Al2O3Al

B．Al2O3AlCl3Al

C．Al(OH)3Al

D．Al2O3Al

答案　A

解析　由于铝的活泼性较强，故一般不能用还原剂还原铝的化合物冶炼铝。用电解熔融Al2O3的方法，而不用电解熔融AlCl3的方法，是因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，且加热后会升华。

3．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe的说法不正确的是(　　)

A．该反应中Al作还原剂

B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2

C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子

D．该反应可用于焊接钢轨

答案　C

解析　Fe2O3中Fe呈＋3价，每冶炼1 mol Fe转移3 mol电子，故C错。

4．用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是(　　)

A．MnO2   B．Cr2O3

C．WO3   D．CuO

答案　D

解析　制备1 mol金属，根据氧化还原反应中得失电子数相等的原理，金属离子得电子数越多，需要铝的质量越大。而生成1 mol金属，该金属在化合物中化合价越高，则消耗铝越多，反之则越少。在这四种化合物中只有D项中Cu的化合价最低，故选D。

5．把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，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的质量比是(　　)

A．3∶2  B．2∶3  C．1∶1  D．28∶9

答案　C

解析　本题应分析两个过程中电子转移的数目。铝置换出铁，铁再和盐酸反应生成H2和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目相同，化学方程式如下：2Al＋3FeOAl2O3＋3Fe，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为1∶1。

知识点2　海水资源的开发利用

6．水资源非常重要，虽然地球约70%的面积被海水所包围，但淡水的比例只有2.5%，且其中绝大部分以冰川和其他形式存在，实际能够用来饮用的水不足全球淡水总量的1%。下列关于水的说法错误的是(　　)

A．蒸馏法是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少

D．0 ℃以上，温度越高，水的密度越小

答案　D

解析　海水中含有Na＋、Mg2＋、Cl－及SO等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏的方法将其分离，A项正确；上述杂质的溶入使海水的密度大于淡水，B项正确；雪与雨水成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C项正确；由于水在4 ℃时密度最大，因此在0～4 ℃之间，温度越高水的密度越大，而在4 ℃以上时，温度越高水的密度越小，D项错误。

7．下列关于海水知识不正确的是(　　)

A．海水资源的利用包括海水水资源的利用和化学资源的利用

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

答案　B

解析　海水资源的利用包括海水水资源的利用和海水化学资源的利用，海水水资源的利用包括海水淡化(同化工生产和能源技术相结合)和直接利用(循环冷却，冲厕等)，海水化学资源利用包括海水制盐，海水提Mg、Br2、I2等，虽然海水中某些金属元素的总储量很大，但富集程度却很低，故A、C、D正确，B错误。

8．从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤熔融电解。其中正确的生产顺序是(　　)

A．①②③④⑤  B．⑤④③①②

C．②④③①⑤  D．③④②①⑤

答案　C

解析　海水中含有Mg2＋，加入Ca(OH)2可生成

Mg(OH)2沉淀，过滤可得到Mg(OH)2固体。加盐酸将Mg(OH)2转化为MgCl2溶液，浓缩结晶得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2可得到金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。

9．随着全球淡水资源危机日益严重，世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海，希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。

(1)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________(填序号)。

①淡水收集　②除掉悬浮物　③杀灭海洋生物　④除掉海水中的盐分　⑤水质检测　⑥降低海水浑浊度

(2)为了检验所收集的淡水中是否含有氯离子，通常采用的试剂是____________________。

答案　(1)②③⑥　(2)硝酸银溶液和稀硝酸

解析　①⑤均属于淡化水的后处理，④属于脱盐，②③⑥属于海水预处理。

10．海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下图所示的实验：

请回答下列问题：

(1)实验时灼烧海带应在________(填仪器名称)内进行。

(2)步骤④中反应的离子方程式是__________________________________。

(3)步骤⑤中选用的溶剂X可以是________(填试剂名称)。

(4)上述流程中的实验操作包括下列选项中的________(按操作顺序选填代号)。

(5)请设计一个简单的实验方案，检验提取碘后的溶液中是否还含有单质碘：_______________________________________________________________

_________________________________________________________________。

答案　(1)坩埚

(2)2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O

(3)苯(或四氯化碳)

(4)BADC

(5)取少量溶液于试管中，滴入2～3滴淀粉溶液，如果溶液变蓝，说明溶液中还有碘；如果溶液不变蓝，说明溶液中没有碘

解析　(1)固体物质的灼烧应在坩埚内进行。

(2)步骤④是利用H2O2将I－氧化成I2的过程。

(3)步骤⑤是将生成的I2萃取分离出来，可用的有机溶剂是苯或四氯化碳。

(4)流程图中的操作包括灼烧、过滤、萃取分液、蒸馏(分离萃取液中的有机溶剂和碘)。

(5)淀粉遇I2变蓝色，这一显色反应常用于二者的相互检验。

B篇·综合提升训练

11．海洋是一个名副其实的“聚宝盆”，下列对海洋资源开发利用的说法不正确的是(　　)

A．海底如“土豆”般的金属结核矿含有铁、镁、钴等多种元素，可用铝热法冶炼并分离得到各种金属单质

B．海水淡化工厂可与化工生产结合，如淡化后的浓海水，可用于提溴、镁等

C．海水中的金、铀等元素储量高、浓度低，提炼时，须先富集

D．海水提镁过程中，所需的石灰乳，可用贝壳煅烧后加水得到，体现了就地取材、降低成本的生产理念

答案　A

解析　镁比铝活泼，不能用铝热法冶炼镁。

12．NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质，其转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大

B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂

C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与Fe反应

D．图示转化反应都是氧化还原反应

答案　B

解析　25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小，A项不正确；石灰乳与Cl2的反应方程式为，氯元素的化合价既有升高，又有降低，故Cl2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；Cl2与Fe在加热或潮湿的环境下易发生反应，常温干燥环境下Fe与Cl2不反应，C项不正确；制备NaHCO3和NaHCO3分解的反应都不是氧化还原反应，D项不正确。

13．下列化工生产原理正确的是(　　)

A．可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠

B．可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁

C．用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝

D．炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热

答案　A

解析　钠特别活泼，将钠加入饱和氯化镁溶液中，首先钠与水反应生成NaOH和H2，然后Mg2＋与 OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，B错误；AlCl3为共价化合物，Al2O3为离子化合物，故冶炼铝使用的是Al2O3，C错误；高炉炼铁中所发生的反应既有放热反应也有吸热反应，但仍需要高温条件，D错误。

14．在冶金工业上，通常不能用化学还原剂制得的金属组是(　　)

A．Na，Mg，Al   B．Na，K，Zn，Fe

C．Zn，Fe，Cu，Ag   D．Mg，Al，Zn，Fe

答案　A

解析　根据金属活动性顺序有下列冶炼方法：①K～Al，用电解法；②Zn～Cu用还原剂(如H2，CO等)还原法；③Hg和Ag用加热分解法。

15．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 mol Br2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8 L(标准状况)

答案　D

解析　由流程图可知，在提取溴的过程中发生两次反应Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，同时过程中会有部分Cl2损耗，故工业上获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积大于44.8 L(标准状况)，D项错误。

16．空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：

(1)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是____________________________________。

(2)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为____________________________________。

(3)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因_____________________________________________。

(4)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离，分离仪器的名称是________。

(5)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”后再蒸馏，这样操作的意义是______________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应

(2)2H2O＋SO2＋Br2===4H＋＋SO＋2Br－

(3)温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增加。温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低

(4)分液漏斗

(5)“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低

解析　(1)氯气、溴单质与水之间能发生反应，酸化可抑制它们与水的反应，所以步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率。

(2)SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。

(3)溴的沸点是58.5 ℃，水的是100 ℃，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低。

(4)溴在水中达到饱和后，溴不再溶于水，液溴和溴水密度不同而分层，然后用分液漏斗分离。

(5)海水中溴离子的含量较少，在海水提取溴之前，必须进行浓缩。