化学人教版 (2019)第一节 自然资源的开发利用第1课时当堂达标检测题

第一节　自然资源的开发利用

第1课时　金属矿物的开发利用　海水资源的开发利用

课后训练巩固提升

基础巩固

1.金属冶炼的实质是(　　)。

A.金属元素失去电子

B.金属元素获得电子

C.金属元素被氧化

D.金属元素可能被氧化,也可能被还原

答案B

解析大多数金属元素在自然界中以化合物形式存在,其化合价为正价,在冶炼过程中得电子被还原。

2.利用铝热反应焊接钢轨是利用(　　)。

A.铝与氧气反应生成稳定的保护层

B.铝是热的良导体

C.铝是强还原剂,铝热反应放热

D.铝合金强度大

答案C

解析铝是强还原剂,铝热反应放出大量的热,反应过程中生成了液态铁,从而将钢轨焊接在一起。

3.已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系,请你推测:下列事件发生在铁器时代之前的是              (　　)。

A.金属铝的冶炼

B.青铜器的制作

C.金属钾的使用

D.戴维发现金属钠

答案B

解析金属单质的发现和使用与金属活动性顺序有关。金属活动性越弱,越易被还原成金属单质,也越早被发现和使用。在四个选项中只有铜的金属活动性比铁的金属活动性弱,B项符合题意。

4.下列说法正确的是(　　)。

A.有些活泼金属(如铝)可作热还原法的还原剂

B.用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D.回收废旧金属不如冶炼矿石更经济

答案A

解析铝的还原性强,可以作还原剂冶炼一些熔点高的金属,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,A项正确;电解NaCl溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取,B项错误;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还原出来,C项错误;回收废旧金属有很好的经济效益和社会效益,D项错误。

5.中国食盐产量居世界首位。下列实验操作的原理与“海水晒盐”的原理类似的是(　　)。

A.蒸馏 B.蒸发

C.过滤 D.搅拌

答案B

解析实验室中的“蒸发”操作是利用水受热变成水蒸气,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程,这与“海水晒盐”的原理是相似的。

6.海水中含有丰富的化学资源,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

答案D

解析海水通过蒸发就可以得到食盐和淡水,其他必须通过化学反应制得。

7.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和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收

答案C

解析通入Cl2,反应为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A项正确;粗盐中Mg2+、S等杂质可加入沉淀剂除去,K+等杂质只能通过重结晶除去,B项正确;工业生产常用石灰乳作沉淀剂,C项错误;苦卤中含溴离子少,通Cl2后,Br2浓度小,吹出后通入SO2吸收,SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,D项正确。

8.用铝热法还原下列化合物,若获得相同物质的量的金属,消耗铝最少的是(　　)。

A.MnO2

B.Cr2O3

C.WO3

D.CuO

答案D

解析生成相同物质的量的金属,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D项中Cu的化合价最低,故选D。

9.工业上冶炼单质Ag的反应为2Ag2O4Ag+O2↑,该方法在金属冶炼中被称为(　　)。

A.电解法 

B.热还原法

C.热分解法 

D.置换法

答案C

解析银是不活泼的金属,工业上冶炼单质Ag可以用热分解法。

10.工业上获得金属镁采用的冶炼方法是(　　)。

A.加热分解氧化镁

B.电解熔融氯化镁

C.高温下发生铝热反应

D.高温下用氢气还原

答案B

解析金属镁的活动性较强,工业上一般采用电解熔融氯化镁制备金属镁。

11.冶炼金属常用以下几种方法:

①用C、CO或H2作还原剂还原;

②用较活泼金属Na、Mg等还原;

③利用铝热反应原理用Al还原;

④电解法;

⑤热分解法。

下列各组金属采用哪种方法还原最好?(填序号)

(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　　　　。 

答案(1)①

(2)④

(3)⑤

(4)③

解析(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属一般选择热还原法(还原剂有C、CO、H2等);(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属一般选择电解法;(3)Hg、Ag等不活泼金属一般选择热分解法;(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属一般采用铝热反应,即以Al为还原剂进行冶炼。

12.古代的“药金”外观与黄金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800 ℃,得到金光闪闪的“药金”。

(1)“药金”的主要成分是　　　　　。 

(2)写出冶炼过程中发生反应的化学方程式。

答案(1)铜、锌

(2)ZnCO3ZnO+CO2↑,2Cu2O+C4Cu+CO2↑,2ZnO+C2Zn+CO2↑。

解析由碳酸钙的热稳定性可推知,高温下碳酸锌分解生成氧化锌和CO2,木炭将Cu2O、ZnO还原为金属铜和锌,故“药金”的主要成分是铜、锌。

能力提升

1.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

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:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,过滤可得到Mg(OH)2固体。加盐酸将Mg(OH)2转化为MgCl2溶液,MgCl2溶液经浓缩结晶,脱水,然后电解熔融无水MgCl2可得金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。

2.在“吹出法”工艺中,有的选用纯碱溶液作溴蒸气的吸收剂,也有的选用SO2作溴蒸气的吸收剂,下列有关说法正确的是(　　)。

A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂

B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应

C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱作还原剂

D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应

答案B

解析用纯碱吸收溴蒸气发生反应的离子方程式为3Br2+3CBr+5Br-+3CO2,Br2发生自身的氧化还原反应,Br2既作氧化剂,又作还原剂,发生了氧化还原反应,故A项、C项、D项错误;用SO2吸收溴蒸气,发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,Br2作氧化剂。

3.(双选)以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜,其反应原理可表示为Cu2S+O22Cu+SO2。下列说法不正确的是              (　　)。

A.化合价发生变化的元素有2种

B.Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂

C.1 mol O2参加上述反应时,反应转移的电子总物质的量为4 mol

D.SO2被分离、回收后氧化生成SO3,可作为制取硫酸的原料

答案AC

解析分析反应中化合价的变化:,反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变,A项错误;Cu2S中Cu元素化合价降低,S元素化合价升高,因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂,B项正确;根据S元素化合价的变化可知,当1molO2参加反应时,共转移电子6mol,C项错误;SO2催化氧化可得SO3,SO3可用于制取H2SO4,D项正确。

4.海洋中有大量的宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴,其工业制法为把海水浓缩得盐卤,然后加热到363 K,控制pH为3.5,通入氯气把溴置换出来,然后用一种气体X把溴吹出,再用纯碱溶液吸收,这时,溴转化为溴离子和溴酸根离子,最后用硫酸酸化,单质溴可从溶液中析出。

(1)把溴吹出的气体X,最可能用下面的　　　。 

A.乙烯 B.空气

C.氩气 D.CO2

(2)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染,某实验小组准备收集工厂的空气测定溴的含量,提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液,请你为他们设计收集一瓶工厂内空气的方法。

(3)纯碱溶液吸收溴蒸气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)B

(2)把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂,在工厂内把其中的液体全部倒出,然后加盖密封。

(3)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2　5Br-+Br+6H+3Br2+3H2O

解析(1)吹出的溴单质用Na2CO3溶液吸收,不能用CO2吹出Br2,是因为CO2与Na2CO3溶液能发生反应,乙烯与溴单质发生加成反应,氩气的使用在工业上成本较高,因此最可能用的是空气。(2)Br2不溶于饱和NaBr溶液,将装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂,倒出其中的液体,然后密封试剂瓶,即得一瓶工厂内的空气。(3)根据题中提供的信息,按要求书写即可。

5.海水占地球总储水量的97%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。

(1)工业上电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业”。也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯气,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:

试写出反应的化学方程式:

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

(2)②NaOH+SO2NaHSO3

③H2+Cl22HCl

④NaHSO3+HClNaCl+SO2↑+H2O

解析(1)电解熔融NaCl的化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。

(2)该流程清晰地展示了氯碱工业产品及NaCl循环治理含SO2的废气并回收SO2的原理,根据要求写出化学方程式即可。

6.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)常用作白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含Fe2O3杂质)制备TiO2流程如图。

(1)步骤①加Fe的目的是　　　　　　　　　　;步骤②冷却的目的是　　　　　　　　　。 

(2)由TiO2制取单质钛(Ti)的步骤如下:

TiO2TiCl4Ti。

反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti是在Ar气氛中进行的,理由是　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)将Fe3+还原为Fe2+　析出绿矾(FeSO4·7H2O)

(2)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应

解析(1)分析流程图可知,铁最终转化成副产物绿矾,所以加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+;降温减小FeSO4·7H2O的溶解度,有利于绿矾结晶析出。(2)Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应,故在Ar气氛中进行,以隔绝空气。