专题09 金属与海水资源的开发利用——2022-2023学年高一化学下学期期末专项突破学案（人教版2019必修第二册）

必刷09  金属与海水资源的开发利用（16题）

1．下列关于金属冶炼的说法中错误的是

A．电解法获得镁时，不可在CO2或N2中降温冷却

B．热还原法常用的还原剂有CO、H2、C、Al等

C．金属Na、Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得

D．人类历史上金属被发现的顺序与金属的活泼性有关

2．下列化学方程式和冶炼方法，能体现对应金属的常见冶炼原理的是

A．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁)

B．2AlCl32Al＋3Cl2(电解炼铝)

C．2Ag2O4Ag＋O2(电解法炼银)

D．NaCl(熔融)＋KNa(熔融)＋KCl(还原法炼金属钠)

3．下图是部分矿物资源的利用及产品流程。下列说法错误的是

A．不可用电解AlCl3的方法制备金属铝

B．生产纯硅的过程中涉及到的化学反应都是氧化还原反应

C．黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料

D．硅是光导纤维、太阳能电池和计算机芯片的重要材料

4．工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量氧化铁和二氧化硅)为原料生产铝的流程如图所示，下列叙述不正确的是

A．物质a可以是NH3或氨水

B．滤渣①的主要成分是SiO2

C．滤液1和滤液2中铝元素的化合价相同

D．步骤Ⅰ发生反应的化学方程式为：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

5．下列物质的制备过程中，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是

A．提纯硅：SiO2CO2+粗硅SiCl4硅

B．冶炼铝：铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al

C．制溴：浓缩海水Br2HBr(aq)Br2

D．制碘：海带海带灰I2(aq)I2

6．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是（   ）

7．海水是巨大的资源宝库。一种利用海水苦卤提取金属镁和单质溴的流程如下图所示。

下列叙述错误的是

A．试剂a可选用生石灰

B．通电过程发生的阴极反应为Mg2＋＋2e－＝Mg

C．图中虚线框内流程的主要作用是富集Br2

D．提取1 mol Br2，理论上消耗SO2和Cl2体积比为1∶1

8．下列叙述不正确的是

A．步骤③的分离操作为过滤

B．步骤④中理论上每产生1molI2，需要1molMnO2被氧化

C．步骤⑥操作可以为先加入浓碱过滤，向水层再加入45%硫酸溶液分液，将碘提取出来

D．步骤⑤中加入萃取剂后现象是溶液分层，下层为四氯化碳层呈紫色

9．空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法，流程如下：

下列说法不正确的是

A．获得工业Br2的方法是过滤

B．步骤②③的目的是富集溴元素

C．步骤①发生的主要反应为：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－

D．步骤②发生的主要反应为：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3

10．海水开发利用的部分过程如图所示，下列有关说法错误的是

A．由粗盐制取精盐，需除去其中的不溶性杂质与可溶性杂质

B．步骤②在工业生产中常加入生石灰作Mg2＋的沉淀剂，以降低生产成本

C．第④步反应的化学方程式为3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

D．第⑤步反应中理论上生成1 mol Br2时，转移电子数为2NA

11．有人提出利用黄铜矿(主要成分为)冶炼铜的炉渣冶炼铁。黄铜矿冶炼铜的步骤大致可分为：

①富集，将硫化物矿石进行浮选；

②焙烧，主要反应为(炉渣)；

③制粗铜，1200℃发生的主要反应为，；

④电解精炼铜。

下列判断不正确的是

A．利用冶炼铜的炉渣可冶炼铁

B．不计损耗时，冶炼出，共消耗

C．反应③中氧化剂为、、

D．黄铜矿冶炼铜产生的尾气可造成酸雨

12．镁及其合金是用途很广的金属材料。工业上冶炼镁的方法有两种，电解法和皮江法。电解法是电解熔融的MgCl2，皮江法是Si在高温下还原MgO。

已知：相关各物质熔点见下表：

Ⅰ．电解法冶炼镁。

化工厂利用卤水(主要成分为NaCl和MgCl2)生产金属镁的一种工艺流程如图所示：

（1）Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液，从而实现了Y的再利用，则Z的化学式为_______。

（2）“沉淀”中除Mg(OH)2外，还可能含有的杂质为___________(填化学式)。

（3）工业上不用电解MgO制金属镁的原因为______________________________________。

Ⅱ．皮江法冶炼镁，工业流程如下：

（4）气体a为_________(填化学式)。

（5）白云石煅烧前粉碎的目的为_________________________________________。

（6）还原炉需控制温度为1200℃左右，并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有_________________________、SiO2＋CaOCaSiO3。

13．钨在冶金工业有重要作用，某化工企业以黑钨矿(主要成分FeWO4和MnWO4，W为＋6价)为原料冶炼金属钨的过程如下：

回答下列问题：

（1）“熔融”前需将黑钨矿粉碎，其目的是_________________________________。

（2）写出“熔融”过程中生成Fe2O3的化学方程式：________________________________________________________。

（3）下列仪器中，过滤操作用到的有___________(填标号)，所得滤渣B的化学式为________________。

（4）检验沉淀D是否洗净操作为：取最后一次洗涤液少许于试管中，_________________

_________________________________________。

（5）产品E的化学式为WO3－x，其中W的化合价有＋5和＋6两种。若x＝0.1，则＋5价的W(V)占该化合物中钨元素总量的_________；该流程中由产品E冶炼金属钨的方法属于______法。

14．溴及其化合物应用广泛，以下两种方法均可从海水中提取溴。

（1）              吹出法(主要流程如下)：

①海水中的Br－经氧化、吹出、吸收后可实现___________________目的。

②补全吸收塔中反应的化学方程式：

Br2＋_______＋_______＝_______＋HBr

③蒸馏塔中控制温度不超过100° C，原因是____________________________________。

④已知海水中溴的浓度是64 mg·L－1，经该方法处理后1 m3海水最终得到38.4 g Br2，则溴的总提取率为_______。

（2）              聚四氟乙烯气态膜法(基本原理如图所示)：

①经处理后的含Br2海水透过膜孔与NaOH吸收液发生反应，离子方程式是_____________

_____________________。得到富集液后再加酸、精馏可得Br2。

②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比，优点是______________________(写出一条即可)。

15．Ⅰ.(1)粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳

①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为

                                       (只填化学式)。

②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为              。

Ⅱ.工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I－制取I2，其流程如图：

(2)向废水中加入NaNO2并调节pH<4，写出此反应的离子方程式：                       。

(3)写出该流程加入HCl调节pH发生的反应的离子方程式：                       、

                                              。

(4)工业上虚线框内流程还可用下图操作代替，试评价图中替代流程的优点：                

                                                    (写出一条即可)

……―→―→―→I2

16．海水资源的开发利用是当前重要的社会问题。某实验小组以海水晒盐获取的粗盐为原料，进行了如下实验：

Ⅰ.为了除去粗盐中、、以及泥沙等杂质，设计了一种制备精盐的实验方案步骤如下：(用于沉淀的试剂稍过量)

称取粗盐滤液精盐

(1)判断过量的方法是取所得溶液的上层清液1~2滴于滴定板上，再滴入1~2滴_______，若观察到_______，表明已过量。

(2)步骤④中，碳酸钠的作用是_______。

(3)经过步骤⑤，所得滤液中含有的阴离子为_______。

(4)若先用盐酸调pH再过滤，会对实验结果有影响吗？_______(填“有”或“无”)，试分析原因：_______。

Ⅱ.利用制得的精盐配制饱和NaCl溶液，再通过下列步骤可制得纯碱：

已知：反应Ⅰ为。

(5)反应Ⅱ的化学方程式是_______。

(6)制得的纯碱中含有少量NaCl。取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸，得到标准状况下1120mL ，则样品中纯碱的质量分数是_______(精确到0.1)%。