课时作业(二十九) 开发利用金属矿物和海水资源(对应学生用书P271)一、选择题(本题包括10个小题，每小题5分，共50分)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．海水中含有钾元素，仅通过物理变化就可以得到金属钾B．海水各种化学资源的开发过程中，必须都要发生化学反应C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析：A项海水中K元素以K＋形式存在，要通过还原才能得到金属钾；B项海水中水资源的利用，可以不发生化学反应；D项潮汐发电是将机械能转化为电能。答案：C2．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制取铜，有下列两种途径：(1)FeH2Cu(2)CuOCuSO4Cu若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是( )A．消耗氧化铜的质量不同B．消耗铁的质量相同C．消耗硫酸的质量相同D．生成FeSO4的质量不同3．下列有关说法错误的是( )A．利用铝热反应可以冶炼熔点较高的金属B．用作“钡餐”的物质主要成分是硫酸钡C．常温下，可以用铁制容器来盛装冷的浓硫酸D．人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，其主要成分是二氧化硅解析：人造刚玉的主要成分是Al2O3，而不是SiO2。8\n答案：D4．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是( )A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价愈高，变为单质时需获得的电子愈多，消耗铝愈多；反之，消耗铝愈少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Mn(＋4)；W(＋6)；Cr(＋3)；Co(＋)。Co化合价最低，消耗铝最少。答案：D5．北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的，下列有关说法不正确的是( )A．砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒B．臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性C．活性炭可以吸附水中悬浮的杂质D．游泳池水中的臭氧浓度越大越好解析：O3具有强氧化性，浓度过大，对人体亦有害，故D项错误。答案：D6．下列说法或做法正确的是( )A．黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金B．镁在空气中燃烧的产物只有MgOC．海水提镁和海水提溴所涉及的化学反应全都是氧化还原反应D．用量筒量取10.0mL1.0mol·L－1的盐酸于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可制得0.1mol·L－1的盐酸7．世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成生石灰；②在海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是( )8\nA．向洗涤液中滴加氯化钙溶液可检验沉淀是否洗涤干净B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换等四种反应类型C．步骤④在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了防止氯化镁水解D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法解析：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2·6H2O△,MgCl2＋6H2O，MgCl2(熔融)通电,Mg＋Cl2↑。根据分析的化学反应可推知洗涤液中含有Ca2＋，A项错误；该过程中不涉及置换反应，B项错误；MgCl2水溶液电解时生成H2、Cl2，不能产生Mg，D项错误。答案：C8．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼9．低合金高强度钢Q460是支撑“鸟巢”的铁骨钢筋，除含有铁元素外，还含有Mn(锰)、Ti(钛)、Cr(铬)、Nb(铌)等合金元素，下列有关说法正确的是( )A．Fe位于元素周期表的第四周期、第ⅧB族B．工业上利用热还原法冶炼金属Fe、Cr、MnC.TiO2、TiO2、TiO2互为同位素D.Nb3＋原子核内有51个中子，核外有41个电子解析：Fe位于周期表中第四周期，第Ⅷ族，A项错误；Fe、Cr、Mn的还原性不是很强，可以用热还原法冶炼，B项正确；TiO2为分子，同位素是对原子而言，C项错误；92－41＝51，为Nb的中子数，核外电子数为41－3＝38，D项错误。答案：B10．铜的冶炼过程大致可分为：8\n①富集，将硫化物矿进行浮选；②焙烧，主要反应为：2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；③制粗铜，在1200℃发生的主要反应为：2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2；2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2；④电解精炼铜。下列说法正确的是( )A．冶炼过程中的尾气可用来制硫酸B．上述过程中，由1molCuFeS2制取1molCu时共消耗2molO2C．在反应2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2中，只有Cu2O作氧化剂D．电解精炼铜的过程中，每转移1mol电子时，阳极溶解铜的质量为32g解析：1molCuFeS2反应，焙烧时需要氧气2mol；生成的Cu2S转化为Cu2O还需要氧气，B项不正确。C项中作氧化剂的除Cu2O外还有Cu2S，C项不正确。电解精炼铜时阳极除溶解铜外还溶解比较活泼的金属，当转移1mol电子时，溶解铜的物质的量小于0.5mol，D项不正确。答案：A二、非选择题(本题包括4个小题，共50分)11．(16分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①________；③________；写出过程②中有关反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填序号)；A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸D．汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是________；(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，指出下图所示实验装置中的错误之处：8\n①________，②________，③________；(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，最后晶态碘在________里聚集。解析：(1)从流程图中提示可知操作①是过滤，③是萃取，②中的反应是Cl2将I－氧化成I2的反应。(2)根据萃取原理，要从含碘水溶液中萃取碘，所选萃取剂一定要和水互不相溶或很难相溶，而选项中，酒精、乙酸、甘油皆与水互溶，因此B正确。(3)按照流程图考虑每一步骤需要的仪器，还缺少漏斗和分液漏斗。(4)检查实验装置的错误，要按实验进程逐一检查，通常是从左到右，自下而上。(5)利用水浴可使被加热物质受热均匀而温度又不会超过100℃，最后在蒸馏烧瓶中得到晶态碘。答案：(1)过滤 萃取 Cl2＋2I－===I2＋2Cl－(2)B (3)分液漏斗和普通漏斗(4)缺石棉网 温度计插到了液体中 冷凝管进出水的方向颠倒(5)使蒸馏烧瓶均匀受热，控制加热温度不要过高蒸馏烧瓶12．(8分)阅读以下内容，回答问题：冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2，或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。(1)一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A和B分别为______(填序号)。A．O2、CO2 B．O2、COC．CO2、COD．CO、CO2(2)下列说法错误的是______(填序号)。A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步8\nC．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等答案：(1)C (2)C13．(16分)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下：(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。它的作用是__________________，贝壳经历的有关变化的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出由MgCl2得到金属镁的反应方程式____________________________________________________________________________________________________________。(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？(写出实验步骤)________________________________________________________________________。(4)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在________。(5)实验室中将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下用到玻璃棒的目的。溶解时：_______________________________________________________________；过滤时：________________________________________________________________；蒸发时：_______________________________________________________________。14．(10分)“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等杂质离子)。若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。8\n表1：生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1注：Fe2＋的氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀而除去。表2：化学试剂价格表试剂价格(元/吨)漂白液(含NaClO25.2%)450元H2O2(30%)2400元NaOH(固98%)2100元Na2CO3(固99.5%)600元卤块(MgCl2,30%)310元请填写以下空白：(1)在步骤②加入的试剂X，最佳选择应是________，其作用是________________________________________________________________________。(2)在步骤③加入的试剂Y应是________；之所以要控制pH＝9.8，其目的是________________________________________________________________________。(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)试剂X应为氧化剂，因漂白液价格低，故选择漂白液而不选H2O2。(2)步骤③要将Fe3＋、Mn2＋转化为氢氧化物沉淀，只能选择碱。(3)步骤④中将Mg2＋沉淀，如选择NaOH，价格太高，故选择Na2CO3形成MgCO3沉淀，煮沸时转化为Mg(OH)2，灼烧生成MgO。答案：(1)漂白液(NaClO) 将亚铁离子氧化成铁离子8\n(2)NaOH 使除Mg2＋以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀以便过滤除去(3)MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑8
