课时测评24 金属矿物、海水资源的开发利用-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 双选）

课时测评24　金属矿物、海水资源的开发利用 （时间：45分钟　满分：100分） （本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！） （选择题1－13题，每题5分，第14题12分，第15题23分，共100分） 题点一　金属的冶炼方法 1．（2023·江苏苏州高一统考）下列过程不涉及化学变化的是(　　) A．煅烧石灰石 B．沙金矿淘取黄金 C．海水提取金属镁 D．赤铁矿冶炼金属铁 答案：B 解析：A．煅烧石灰石发生化学反应为CaCO3CaO＋CO2↑，涉及化学变化，A错误；B.沙金矿淘取黄金，利用金密度大与沙石密度小进行分离，不涉及化学变化，B正确；C．海水提取金属镁的过程涉及化学反应有MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑等，涉及化学变化，C错误；D.赤铁矿冶炼金属铁发生化学反应为2C＋O22CO、3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，涉及化学变化，D错误。 2．钛(Ti)有“未来钢铁”之称，工业上常以反应：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2获得海绵状钛，该反应进行时是在(　　) A．稀有气体中 B．空气中 C．氮气中 D．CO2气体中 答案：A 解析：因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应，所以应选择没有这些气体存在的反应环境，故A正确。 3．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是(　　) A．金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质 B．用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属Fe C．通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na D．冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜 答案：C 解析：金属冶炼的实质是金属阳离子得电子变成金属单质，A正确；碳粉或铝粉具有还原性，在高温条件下能将铁矿石中的化合态的铁还原为单质铁，B正确；电解熔融的NaCl可以制取Na，C错误；冶炼铜的常用方法有火法炼铜（Cu2S＋O22Cu＋SO2）和湿法炼铜(Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4)，都是铜元素得电子被还原，D正确。 4．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和等质量的铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同，化学方程式为2Al＋3FeOAl2O3＋3Fe，3Fe＋6HCl===3FeCl2＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。由此可看出，两种情况下生成的气体的质量比为1∶1。 题点二　海水资源的开发利用 5．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品（或物质）是(　　) ①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 答案：A 解析：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水为盐酸，2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑，NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3（纯碱）＋CO2↑＋H2O，故利用NaCl可以制NaOH（烧碱）、Na2CO3（纯碱）、Na、Cl2、盐酸。 6．下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置，能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲灼烧碎海带 B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C．用装置丙萃取并分离粗碘水中的I2和水 D．用装置丁蒸馏I2的乙醚溶液制得I2 答案：C 解析：A．灼烧碎海带应在坩埚中进行，A不符合题意；B.海带灰的浸泡液在过滤过程中，需用玻璃棒引流，B不符合题意；C．碘在乙醚中的溶解度远大于在水中的溶解度，且乙醚的密度比水小，难溶于水，能用分液漏斗萃取并分离粗碘水中的I2和水，C符合题意；D.装置丁为蒸发装置，应采用蒸馏装置分离碘和有机溶剂乙醚制得I2，D不符合题意。 7．下列物质的制备与工业生产相符合的是(　　) A．海水制盐、发展氯碱工业都是发生物理变化 B．海水提溴：浓缩海水→酸化、氯气氧化→通热空气吹出Br2 C．制取镁：海水Mg(OH)2MgOMg D．制取铝：铝土矿Na[Al(OH)4]Al(OH)3Al2O3Al 答案：D 解析：A．氯碱工业主要反应是电解饱和食盐水，发生化学变化，故A错误；B.通空气和水蒸气吹出Br2后其浓度仍然很小，需要进一步富集，正确的方法是：浓缩海水→酸化、氯气氧化→通热空气吹出Br2→SO2还原→氯气氧化→Br2，故B错误；C．应该用石灰乳沉淀镁离子，工业上通过电解熔融的氯化镁冶炼金属镁，故C错误；D.铝土矿利用氢氧化钠溶液溶解生成四羟基合铝酸钠，过滤后通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，煅烧氢氧化铝得到氧化铝，电解熔融的氧化铝冶炼铝，故D正确；故选D。 8．下列说法正确的是(　　) A．除去粗盐中杂质（Mg2+、SO、Ca2+）加入药品的顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B．海水提溴的流程：浓缩海水→氯气氧化→通热空气吹出Br2→SO2还原→Br2 C．海水晒盐的原理是蒸发 D．无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能 答案：C 解析：A．除去粗盐中杂质（Mg2+、SO、Ca2+），加入的药品顺序为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，A项错误；B.海水提溴的流程：浓缩海水→氯气氧化→通热空气吹出Br2→SO2还原→氯气氧化→Br2，B项错误；C．海水晒盐的原理是蒸发，C项正确；D.无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都不是化学变化，不能将化学能转化为电能，D项错误。 9．（2023·江苏苏州高一期中）从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法，不正确的是(　　) 干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2 A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并用玻璃棒搅拌 B．海带灰用沸水浸泡的目的是提高碘元素的浸出率 C．含I－的滤液中加入稀硫酸和过氧化氢后，碘元素发生氧化反应 D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取” 答案：A 解析：海带灼烧成灰有利于I－的浸出，过滤后滤液中含有I－，用H2O2氧化生成I2，用CCl4从碘水中萃取I2，得到I2的CCl4溶液，再根据两者沸点不同用蒸馏方法分离即可获得I2。A．实验室灼烧海带要用坩埚，不能用蒸发皿，A错误；B.加热有利于含I－物质的溶解，海带灰用沸水浸泡可提高碘元素的浸出率，B正确；C．含I－的滤液中加入稀硫酸和过氧化氢后，I－被氧化生成I2，碘元素发生氧化反应，C正确；D.碘在CCl4中溶解度比在水中更大，碘水中加入CCl4可使I2从水中转移到CCl4中，该操作为“萃取”，D正确。 10．（2023·济南历城二中高一校考）某课外小组在实验室模拟工业上从浓缩海水中富集溴的工艺流程，设计如下装置进行实验（所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去）。下列说法错误的是(　　) A．A装置中通入的气体a是Cl2 B．C装置的作用只是吸收多余的SO2气体 C．B装置中通入气体b后离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋4H＋＋SO D．实验时应在A装置中通入气体a一段时间后，停止通入气体a，改通入热空气 答案：B 解析：由流程可知，氯气与浓缩海水中溴离子发生氧化还原反应生成溴，在吹出塔中富集溴，然后在吸收塔中溴、二氧化硫和水发生氧化还原反应生成硫酸和HBr；由实验装置可知，a为氯气，可氧化溴离子，热空气可将生成的溴蒸气吹出，气体b为二氧化硫，在B装置中发生氧化还原反应生成硫酸和HBr，C装置为尾气处理装置，吸收氯气、二氧化硫、溴等。A．A装置中通入的气体a是Cl2，A正确；B.C装置的作用为尾气处理装置，吸收氯气、二氧化硫、溴等，B错误；C．B装置中通入气体b即SO2后生成H2SO4和HBr，故其离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋4H＋＋SO，C正确；D.A装置中氯气与浓缩海水中溴离子发生氧化还原反应生成溴，再用热空气吹出溴单质进入B装置中富集溴，故实验时应在A装置中通入气体a一段时间后，停止通入气体a，改通入热空气，D正确。 11．（2024·海南儋州高一期末）液溴及其衍生物是制药工业的重要化工原料，而溴的主要来源是海水。工业上空气吹出法是海水提溴的常用方法，其简要工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．“氧化ⅰ”操作使用热空气可降低Br2的溶解度 B．“氧化ⅰ”和“氧化ⅱ”反应的离子方程式相同 C．实验室模拟该工艺时，“还原”操作可用饱和Na2SO3溶液代替SO2 D．粗盐精制后，电解其饱和溶液制备Na 答案：D 解析：利用太阳光将海水蒸发制取粗盐过滤后，得到的浓缩海水中通入Cl2，将Br－先转化为Br2、并用热空气将Br2吹出至SO2饱和溶液中，吸收Br2进行富集，再向富集后的溶液中通入Cl2再次将Br－氧化为Br2，然后萃取分液得到Br2的CCl4溶液，蒸馏Br2的CCl4溶液得到液溴。A．Br2易挥发，温度越高挥发性越强，故“氧化ⅰ”操作使用热空气可降低Br2的溶解度，A正确；B.“氧化ⅰ”和“氧化ⅱ”均是将Br－氧化为Br2，两反应的离子方程式相同，均为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，B正确；C．实验室模拟该工艺时，“还原”操作可用饱和Na2SO3溶液代替SO2，反应原理为Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，C正确；D.制备金属钠需电解熔融的NaCl，电解方程式为2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑，电解NaCl饱和溶液制备不到Na，电解方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D错误。 12．（双选）海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．向盐卤中通入的氧化剂可以是SO2 B．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 C．粗盐可采用沉淀、过滤和结晶等过程提纯 D．常用电解熔融氯化镁的方法制备金属Mg 答案：CD 解析：由流程可知，海水晒盐分离出粗盐和苦卤，向苦卤中通入氧化剂如Cl2置换出溴单质，Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，溶液中含镁离子，与沉淀剂生石灰或石灰乳反应生成氢氧化镁。A.向盐卤中通入的氧化剂可能是Cl2，目的是将溴离子氧化成溴单质，二氧化硫与溴离子不反应，故A错误；B.从生产成本的角度，工业生产中常选用生石灰或石灰乳作为沉淀剂，便宜易得，故B错误；C.粗盐溶于水，加沉淀剂除去杂质后过滤，蒸发结晶得到NaCl，故C正确；D.常用电解熔融氯化镁的方法制备金属Mg，故D正确。 13．（2023·福建福州高一统考）下图所示为海水综合利用部分流程，有关说法不正确的是(　　) A．实验室进行①的操作需用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯 B．②步中加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸 C．①②③④反应都涉及氧化还原反应 D．④步得到的粗品进行提纯时鼓入热空气是利用Br2易挥发的性质 答案：C 解析：海水通过蒸发结晶，过滤得到粗盐和母液，将粗盐提纯后得到精盐，经过电解得到氯气，母液中含有溴化钠，通入氯气，将溴置换出来后，用Na2SO3饱和溶液或SO2水溶液吸收，达到富集溴元素的目的，最后通入氯气氧化溴化氢得到高浓度的溴单质。A．①的操作为过滤，需用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，A正确；B.粗盐常常含有MgCl2、硫酸钠和氯化钙杂质，步骤②粗盐提纯，加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸，B正确；C．③④涉及的反应均有单质参加或生成，都属于氧化还原反应，但①是物理过程，不涉及氧化还原反应，②的过程不涉及氧化还原反应，C错误；D.④步得到的粗品进行提纯时鼓入热空气是为了将溴单质吹出，利用Br2易挥发的性质，D正确。 14．（12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所示： (1)步骤①反应的离子方程式是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步骤③反应的化学方程式是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Br2的是　　　　（填字母）。 A．NaOH B．FeCl2 C．Na2SO3 D．H2O (4)步骤⑤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，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ (2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (3)ABC (4)溴不能完全蒸出，产率低 解析：(1)海水中的溴离子容易被氯气氧化为溴单质。氯气氧化性比溴强，反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；(2)溴单质有氧化性，二氧化硫具有还原性，溴和二氧化硫在水溶液中易发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；(3)NaOH溶液和溴单质反应生成溴化钠、次溴酸钠和水，可以吸收，故A正确；Fe2+具有还原性，可以被溴单质氧化为Fe3+，可以吸收溴单质，故B正确；Na2SO3溶液具有还原性，可以被溴单质氧化，能吸收溴单质，故C正确；H2O和溴单质反应微弱，不能充分吸收溴单质，故D错误，故答案为ABC；(4)在溴水中，溴的沸点是58.5 ℃，水的沸点是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。 15．（23分）（2024·上海市期末）海洋中蕴含着丰富的资源，我们通过“浓缩、氧化、提取”等步骤提取其中的溴、碘单质等资源。 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)步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的　　　　性。甲同学步骤④所发生反应的化学反应方程式为_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 步骤④中SO2被氧化生成SO，写出检验SO的方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)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，其中符合工业生产要求的是　　　　（填“甲”或“乙”），理由是________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.海洋植物中富含一种人体必需的微量元素——碘。实验室模拟从海带中提取碘单质的流程图如下： (3)为寻找氯水的替代品，某同学将O2不断鼓入“溶液A”中。设计实验，判断O2是否能代替氯水：____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （简要说明所用的试剂、现象和结论）。 (4)由于“溶液B”中I2的含量较低，“操作Ⅰ”能将I2“富集、浓缩”到“有机溶液X”中。已知：I2在以下试剂中的溶解度都大于水，则“试剂a”可以是　　　　。（填字母） 试剂 A．乙醇 B.氯仿 C．四氯化碳 D.裂化汽油 相关性质 与水互溶，不与I2反应 与水不互溶，不与I2反应 与水不互溶，不与I2反应 与水不互溶， 与I2反应 (5)除“操作Ⅰ”可以从碘的有机溶液中提取碘以外，还可用反萃取法，其流程如下： ①“配制100 g质量分数为45%的H2SO4溶液”一定不会用到“配制100 mL 6 mol·L-1NaOH溶液”中的　　　　　　仪器（填名称）。 ②相较于“操作Ⅱ”，反萃取法的优点在于__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)挥发　Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　取少量溶液于试管中，滴加几滴（盐酸酸化的）BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明有SO (2)甲　含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本 (3)在试管中取少量通入O2后的“溶液A”，滴入少量淀粉溶液，若溶液显蓝色，则说明O2能代替氯水 (4)BC (5)①100 mL容量瓶　②能耗低或有利于有机溶剂的循环利用 解析：(1)因为Br2易挥发，所以步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的挥发性；步骤④是SO2水溶液吸收Br2，所发生反应的化学反应方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；检验SO的方法是：取少量溶液于试管中，滴加几滴（盐酸酸化的）BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明有SO；(2)符合工业生产要求的是甲，因为含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本；(3)要判断O2是否能代替氯水氧化I－，可以设计实验：在试管中取少量通入O2后的“溶液A”，滴入少量淀粉溶液，若溶液显蓝色，则说明O2能代替氯水；(4)“试剂a”要求：与水不互溶，I2的溶解度更大，不与I2反应，据此分析答案为BC；(5)①“配制100 g质量分数为45%的H2SO4溶液” 时需要的仪器：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管，“配制100 mL 6 mol·L-1NaOH溶液”时需要的仪器：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，因此，“配制100 g质量分数为45%的H2SO4溶液”一定不会用到100 mL容量瓶；②相较于“操作Ⅱ”，反萃取法的优点在于能耗低或有利于有机溶剂的循环利用。 学生用书第118页 学科网（北京）股份有限公司 $$