8.1.1 金属矿物、海水资源的开发利用 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

金属矿物、海水资源的开发利用 (分值:60分) A级　合格过关练 选择题只有1个选项符合题意 (1~8题,每题4分,共32分) (一)金属矿物的开发利用 1.从本质上讲,工业上冶炼金属的反应一定都属于 (　　) 氧化还原反应 置换反应 分解反应 复分解反应 2.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后,主要取决于 (　　) 金属的导电性强弱 金属在地壳中的含量多少 金属的化合价高低 金属的活动性大小 3.金属锂是密度最小的金属,等质量的不同金属,锂可以释放出更多的电子,故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是 (　　) 电解法 热还原法 热分解法 铝热法 4.西汉刘安所著的《淮南万毕术》中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”,该反应被认为是现代湿法冶金术之祖。下列说法正确的是 (　　) 硫酸铜晶体的化学式为CuSO4·5H2O,是混合物 “内不化”是因为内部的铁活泼性比表面的铁活泼性差 上述反应的离子方程式为2Fe+3Cu2+2Fe3++3Cu “化为铜”表明发生的是氧化还原反应 5.下列有关金属的工业制法中,正确的是 (　　) 制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液 制铁:以铁矿石为原料,CO还原得铁 制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁 制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝 (二)海水资源的开发利用 6.海水是人类的宝藏,平均每立方千米的海水中约含3 500万吨的矿物质。下列有关海水综合利用的说法中,不正确的是 (　　) 海水蒸馏可得淡水 从海水中可提取重水 从海水中可提取溴 直接电解海水可得镁 7.下列有关工业生产的说法错误的是 (　　) 海水提镁时,通过电解熔融MgCl2得到镁单质 海水提溴的过程中涉及了氧化还原反应 通常用海水提取食盐后的母液为原料制取溴单质 目前工业上可直接从海水中提取碘单质 8.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 ①②③④⑤ ②③ ④⑤ ①④⑤ 9.(7分)海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图: (1)(2分)步骤①反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,  步骤③反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)(2分)从理论上考虑,下列物质也能吸收Br2的是　　　　。  A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O (3)(2分)步骤③中氧化剂是　　　　　,若反应中生成2 mol HBr,则消耗　　　　　　 mol SO2。  (4)(1分)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是　　　　　　。  B级　素养培优练 (10~12题,每题4分,共12分) 10.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 (　　) X试剂可用Na2SO3饱和溶液 步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2==2Cl-+Br2 工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L 步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 11. 海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程。 已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。下列有关说法不正确的是 (　　) 制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl 在过程②中将MgCl2·6H2O在HCl气流灼烧即可制得无水MgCl2 第③④⑤步中,溴元素均被氧化 工业上将石灰乳加到海水中得到Mg(OH)2沉淀 12.钛铁矿(FeTiO3,其中Ti为+4价)在高温下经氯化得到四氯化钛,氯化过程发生的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4。制取金属钛的流程如图所示: 下列说法不正确的是 (　　) 制取金属钛时通Ar气的目的是隔绝空气 氯化过程中还原剂只有焦炭一种物质 根据制取金属钛的反应可推测还原性:Mg>Ti 标准状况下,消耗22.4 L的氯气可转移2 mol电子 13.(9分)海洋中蕴含着丰富的资源,我们通过“浓缩、氧化、提取”等步骤获取溴、碘单质等资源。回答下列问题: Ⅰ.为研究海水提溴工艺,甲、乙两同学分别设计了如下实验流程: 甲:苦卤含溴海水含溴空气溴水混合物溴蒸气液溴 乙:苦卤含溴海水溴蒸气液溴 (1)(1分)对比甲、乙两流程,最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同,其中较符合实际工业生产要求且能耗较低的是　　　　(填“甲”或“乙”)。  (2)(3分)甲同学设计的流程中,步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的　　　　(1分)性;步骤④中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。  Ⅱ.对比溴元素的提取,碘元素是从海洋植物如海带、海藻中提取,某提取碘单质的工艺流程如图。 (3)(3分)步骤③操作名称为　　　　　　(1分);步骤④的离子方程式为　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　(2分)。  (4)(2分)从含碘的苯溶液中提取碘,还要经过蒸馏,指出下列蒸馏装置中的错误之处:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　(任写两点)。 金属矿物、海水资源的开发利用 1.A　[金属冶炼的本质是金属阳离子得电子被还原生成金属单质,因此一定属于氧化还原反应。] 2.D　[金属活动性顺序中,越靠后的金属出现的年代越早,越靠前的金属出现的年代越晚,说明金属越活泼,越难冶炼。] 3.A　[金属的冶炼方法与金属活动性顺序的关系:金属锂的活动性介于钠与镁之间,应采用电解法冶炼金属锂。] 4.D　[硫酸铜晶体的化学式为CuSO4·5H2O,是纯净物,A错误;“内不化”是因为铁表面被生成的铜所覆盖,内部的铁无法再发生反应,B错误;“化为铜”发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu,反应中有元素化合价发生变化,是氧化还原反应,C错误,D正确。] 5.B　[工业制钠是电解熔融NaCl:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,而电解纯净的NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,得不到钠,故A错误;工业制铁是CO还原铁矿石:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,故B正确;工业制镁是电解熔融氯化镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故C错误;工业制铝是电解熔融的氧化铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,氯化铝是共价化合物,在熔融状态下不导电,D错误。] 6.D　[海水蒸馏得到淡水,A正确;从海水中可提取重水,B正确;海水中含有溴元素,从海水中可提取溴,C正确;海水中含有镁元素,直接电解海水得到Mg(OH)2,D错误。] 7.D　[海水提镁时,是通过电解熔融MgCl2得到镁单质,A正确;海水提溴的过程中涉及了氧化还原反应,即氯气和溴离子反应生成溴单质和氯离子,溴单质和二氧化硫反应生成硫酸和氢溴酸,B正确;通常用海水提取食盐后的母液为原料,用氯气氧化溴离子制取溴单质,C正确;海水中没有单质碘,目前工业上氧化海水中的碘离子提取碘单质,D错误。] 8.D　[电解无水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、浓缩、冷却、结晶、过滤,因此③是错误的。] 9.(1)2Br-+Cl2Br2+2Cl- SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr　(2)ABC (3)Br2　1　(4)Cl2>Br2>SO2 解析　(1)由流程图和反应原理可写出步骤①反应的离子方程式和步骤②反应的化学方程式分别为2Br-+Cl2Br2+2Cl-,SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4;(2)从理论上考虑,NaOH具有强碱性,能吸收Br2,Fe2+、S具有强还原性也能吸收Br2。(3)步骤③中发生的反应为Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,该反应中氧化剂为Br2,还原剂为SO2,反应中每生成2 mol HBr,则消耗1 mol SO2,最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2蒸馏得到Br2。(4)经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>SO2。 10.C　[Na2SO3+Br2+H2ONa2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ利用氯元素的非金属性比溴元素强,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 mol Br2消耗2 mol 氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,无法计算消耗氯气的体积,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。] 11.C　[碳酸氢钠在反应涉及物质中溶解度最小,向饱和食盐水中通入氨气以及二氧化碳,溶解度较小的碳酸氢钠会先析出,故A正确;在过程②中将MgCl2·6H2O在HCl气流中灼烧即可制得无水MgCl2,故B正确。] 12.B　[A项,制取金属钛时选用氩气的目的是隔绝空气,防止Ti、Mg与空气中的O2发生反应;B项,FeTiO3中O为-2价,Ti为+4价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知Fe的化合价为+2,反应后被氧化为+3价的FeCl3,Fe元素化合价升高,失去电子被氧化,所以FeTiO3为还原剂;C元素化合价由反应前C单质的0价变为反应后CO中的+2价,化合价升高,失去电子被氧化,所以焦炭及FeTiO3都是还原剂;C项,TiCl4和镁反应被还原为钛单质,说明还原性:Mg>Ti;D项,氯化过程中发生反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4,标准状况下,每消耗22.4 L Cl2,其物质的量为1 mol,则反应过程中转移电子的物质的量为2 mol。] 13.(1)甲　(2)挥发　Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 (3)过滤　Cl2+2I-2Cl-+I2 (4)①烧杯加热未垫陶土网;②温度计水银球未与蒸馏烧瓶支管口水平;③冷凝管进、出水方向颠倒(任写两点即可) 解析　(1)根据题目信息,符合工业生产要求的是甲,原因是乙方案中含溴海水中溴的浓度低,直接蒸馏成本高,甲方案③④⑤对海水中的溴单质进行富集,提高溴的浓度,较少能源消耗,降低成本。(3)通过流程图分析,步骤③为过滤;步骤④向含碘离子溶液中通入氯气,发生氧化还原反应,得到含碘水溶液。 学科网（北京）股份有限公司 $$