内容正文:
第八章 化学与可持续发展
第1讲 自然资源资源开发与利用
【复习目标】
1. 知道自然资源的分类,了解化石能源、金属矿物、海水资源等常见自然资源的类别与分布。
2. 掌握煤、石油、天然气的综合利用方式,理解干馏、分馏、裂化、裂解的原理与区别。
3. 了解金属矿物冶炼的基本思路,掌握金属冶炼的常用方法及适用范围。
4. 认识海水资源的开发利用,了解海水淡化、海水提溴、提镁的基本流程与原理
5. 树立节约资源、合理开发、绿色环保、可持续发展的理念,认识资源开发与环境保护的关系。
【教材追踪】
目标一:掌握金属冶炼的一般原理,理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。
任务1:古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载:“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》(之六)中有云:“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”
上述文献中涉及了哪些金属的“冶炼”?写出相关的化学方程式。
【参考答案】涉及“汞、金、铜”等的“冶炼”。
HgSHg+S CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
【概念生成】
金属冶炼:将金属矿物中金属从其化合物中还原出来,用于生产各种金属材料的过程,工业上称为金属冶炼。
冶炼原理:Mn++ne-M 还原反应
实质:金属离子得到电子变成金属原子
注意:由于金属的化学性质不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同,因此就必须采取不同的冶炼方法。
(1)阅读教材p98内容,思考下列问题。
Ⅰ.工业上采用电解法冶炼铝和镁的原料分别为Al2O3和MgCl2,为什么不是AlCl3和MgO?
【参考答案】因为AlCl3是共价化合物,熔融时不导电,而MgO虽然是离子化合物,但其熔点太高,熔化时会消耗大量的电能,成本较高。
Ⅱ.铝元素是地壳中含量最高的金属元素,为什么铝的发现和使用却比铜和铁要晚得多?
【参考答案】铝是一种非常活泼的金属,用一般的还原剂很难将其还原,工业上采用最强的还原手段——电解法进行冶炼,而铜和铁的还原用一般的还原剂就可以实现,所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。
(2)Ⅰ.K、Ca的冶炼方法是什么?为什么?
【参考答案】电解法,K、Ca的金属活动性很强,一般还原剂难还原。
Ⅱ.思考金属冶炼的方法与金属活动性之间有什么关系。
【参考答案】在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原。
金属活泼性与冶炼方法的关系如下:
(3)当铁轨有缝隙时,维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,让熔融的铁水流入铁轨的裂缝,冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么?写出化学方程式。
【参考答案】高温条件下,铝粉与Fe2O3发生置换反应,化学反应方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。
任务2:阅读教材第99页“思考与讨论”,分析金属冶炼过程中的能耗。思考为什么要合理开发和利用矿物资源?有哪些合理开发利用矿物资源的途径?
【参考答案】a.金属矿物资源是不可再生资源,贮量有限,而且在冶炼过程中会消耗大量能量,易造成环境污染,故应合理开发利用金属资源。
b.提高金属矿物的利用率,减少金属的使用量,加强金属资源的回收和再利用,使用其他材料代替金属材料等。
目标二:握海水化学资源的开发和利用的方法。
任务1:阅读教材p100内容,完成下列问题。
(1)海水水资源的利用主要包括哪些途径? 海水淡化的方法主要有什么?
【参考答案】a.海水水资源的开发利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
b.通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。
(2)海水中的化学元素有哪些,它们的含量有什么特点?
【参考答案】海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F元素,其总含量超过99%,其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多,总储量很大,但许多元素的富集程度却很低。
(3)除了从海水中获取淡水和化学物质外,就没有其他什么价值了?
【参考答案】这说法不正确,除了从海水中获取淡水和化学物质,海水在能量方面也具有十分重要的战略意义,如潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用等。
任务2:海洋是一个蕴含巨大化学资源宝库,可以从海水中提取多种物质,下图是海水的综合利用示意图,写出其中主要反应方程式。
【参考答案】①氯碱工业:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
制钠和氯气:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
制盐酸:H2+Cl22HCl
制漂白剂(84):2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
②制纯碱:NaCl+CO2+H2O+NH3===NH4Cl+NaHCO3↓
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③用KBr制单质溴:2KBr+Cl2===2KCl+Br2
④用MgCl2制Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)分析从海水中提取镁的工艺流程,写出其中涉及的主要反应方程式。
【参考答案】主要反应
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+H2O===Ca(OH)2
MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2
Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O↑
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(3)分析从海水中提取溴的工艺流程,写出其中涉及的主要反应方程式。
【参考答案】主要反应
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-(氧化)
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(富集)
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-(提取)
目标三:认识煤的组成和综合利用及意义。
任务1:阅读课本P102内容,思考并回答下列问题。
(1)煤的组成成分有哪些?
【参考答案】
煤是由有机化合物和少量无机化合物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素;混合物里的无机化合物主要含硅、铝、钙、铁等元素。
(2)煤不经过加工处理直接燃烧,会产生哪些污染?煤的干馏过程为什么要隔绝空气?
【参考答案】大量燃烧煤除产生大量烟尘外,在燃烧过程中还会产生CO、SO2、NOx及部分有害的有机化合物等有害物质。
隔绝空气是煤干馏的先决条件,否则,强热条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质。
【概念生成】
煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫做煤的干馏,工业上也叫煤的焦化。
任务2:(1)煤可以通过煤的的干馏、气化和液化获得清洁的燃料和多种化工原料。
分析煤的干馏、气化和液化属于什么变化?
【参考答案】煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程。
煤的液化是将煤转化为液体燃料,如煤与氢气作用生成液体燃料。
煤的干馏、煤的气化和煤的液化都属于化学变化。
(2)煤通过干馏后,能获得哪些产物,这些产物主要用途是什么?
干馏产物
主要成分
主要用途
出炉煤气
焦炉气
氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳
气体燃料、化工原料
粗氨水
氨气、铵盐
氮肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料
粗苯
苯、甲苯、二甲苯
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘
医药、染料、农药、合成材料
沥青
碳素电极、筑路材料
焦炭
碳
冶金、燃料、合成氨、燃料
目标四:认识石油和天然气的组成和综合利用及意义。
任务1:阅读教材P103内容,思考下列问题。
(1)天然气、可燃冰和石油在组成上的共同点是什么?
【参考答案】天然气的主要成分是甲烷(含量80%-97%),可燃冰为天然气水合物,其主要成分是甲烷。石油是由多种烃组成的混合物。即它们的主要成分都是烃。
(2)如何从石油中得到汽油、煤油、柴油?
【参考答案】利用石油中各组分沸点的不同进行分离及分馏,可从石油中获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。
任务2:(1)石油常压蒸馏和减压蒸馏分别能获得什么产品?
【参考答案】常压蒸馏能获得石油气、汽油、煤油、柴油、重油。
减压蒸馏能获得柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油。
(2)石油裂化和裂解的目的及产物有哪些?催化重整的目的和产物?
【参考答案】石油裂化的目的是为了提高轻质油的产量,裂解主要是生产气态的有机化工原料,如:乙烯、丙烯、甲烷等。
催化重整的目的是使链状烃转化为环状烃,如苯或甲苯等化工原料。
(3)写出下列裂解反应方程式:
C16H34 C8H18+C8H16
C8H18C4H10+C4H8
C4H10CH4+C3H6
C4H10C2H6+C2H4
(4)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质?
【参考答案】不能。裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物,不饱和烃可以与溴水发生加成反应,不能达到萃取溴的目的。
任务3:(1)以煤、石油、天然气为主要原料生产合成塑料、合成橡胶和合成纤维等合成材料,试着写出利用石油裂解得到的乙烯、丙烯等生产聚乙烯、聚丙烯等塑料的方程式。
【参考答案】nCH2==CH2
nCH2==CH—CH3
(2)将大量煤直接用作燃料可能产生什么问题?化石燃料面临的哪些问题?
【参考答案】
将大量的煤用作燃料时会产生有害的气体(SO2、NOx)污染环境。
化石燃料属不可再生资源,逐渐枯竭,燃烧产生的CO2加剧温室效应,燃烧排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。
【能力进阶】
一、金属矿物、海水资源的开发利用
二、煤、石油、天然气的综合利用
【跟进训练】
A卷
1.下列叙述中,错误的是( )
A.天然气是以甲烷为主的高效清洁燃料
B.煤的干馏可得到煤焦油,通过煤焦油的分馏可获得各种芳香烃
C.石油中含有烷烃和环烷烃,因此由石油不可能获得芳香烃
D.通过石油的催化裂化及裂解可以得到轻质油和气态烯烃
答案:C
解析:石油中主要含有烷烃和环烷烃,也含有少量的芳香烃,石油可以通过催化重整获得芳香烃,C错误。
2.我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的是( )
A港珠澳大桥使用的混凝土
B高速列车外壳使用的硬铝
C“中国天眼”使用的碳化硅
D卫星芯片使用的高纯硅
A.A B.B C.C D.D
答案:B
解析:混凝土为无机非金属材料,A错误;硬铝是铝合金,属于金属材料,B正确;碳化硅为新型无机非金属材料,C错误;高纯硅为无机非金属材料,D错误。
3.以铝土矿(主要成分为,还含有少量杂质MgO、)为原料,冶炼铝的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
已知:滤渣2的主要成分是。
A.试剂A可以是稀硫酸或稀盐酸 B.加入试剂B除去
C.滤渣1的主要成分是 D.试剂C应是或氨水
答案:D
解析:
由分析可知,A、B、C项正确,D项错误。
4.金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成分为,含有少量)为原料制备金属铬的流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.①中需持续吹入空气
B.②中需加入过量稀硫酸
C.③中发生了氧化还原反应,每生成1 mol Cr,转移3 mol电子
D.④中发生反应:
答案:B
解析:根据铬铁矿粉与在空气中灼烧后的产物为和可知,Cr、Fe元素的化合价升高,被氧化,所以需要氧化剂,需持续吹入空气,A项正确;若②中加入过量稀硫酸,则得不到沉淀,无法实现和的分离,B项错误;和Al反应生成Cr,发生了氧化还原反应,Cr元素的化合价由+3降为0,每生成1 mol Cr,转移3 mol电子,C项正确;受热发生分解反应生成,化学方程式为,D项正确。
5.高温下利用铝粉与氧化铁的反应可焊接钢轨,发生的反应为。下列说法错误的是( )
A.利用该反应冶炼铁不用持续加热
B.该反应中Al为还原剂
C.利用该反应原理可以冶炼熔点较高、还原性比铝强的金属
D.利用该反应原理进行作业时,需进行隔热防护
答案:C
解析:铝热反应在高温下进行,反应迅速并剧烈放热,故利用铝热反应冶炼铁不用持续加热,A项正确;铝热反应中,Al元素化合价升高,Al为还原剂,B项正确;利用铝热反应原理可以冶炼熔点较高、还原性比铝弱的金属,C项错误;铝热反应放出大量的热,利用铝热反应原理进行作业时,需进行隔热防护,D项正确。
6.如图是铝热反应的装置图,下列对该反应的叙述正确的是( )
A.该反应是放热反应,在常温下可以进行
B.图中a为Mg条,b为,c为和Fe的混合物
C.装置d可以用装有蒸馏水的烧杯代替
D.常温下,反应后d中的金属不能用浓硝酸洗涤干净
答案:D
解析:铝热反应是放热反应,但是铝热反应需要在高温下进行,A项错误;c为和Fe的混合物时,无法构成铝热剂,c可以为和Al的混合物,B项错误;铝热反应产物的承接器不能用装有蒸馏水的烧杯代替,否则可能会发生炸裂,C项错误;反应后d中的金属为铁,常温下,铁遇浓硝酸会发生钝化,D项正确。
7.我国古代制得的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法是:将炉甘石(主要成分为)和赤铜矿(主要成分为)与木炭按一定比例混合后加热至800 ℃,即可炼出闪耀着金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )
A.“药金”实质上是铜锌合金
B.冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C.冶炼方法为热分解法
D.用火焰灼烧不能区别黄金和药金
答案:A
解析:由题意可知,冶炼“药金”发生反应的相关化学方程式为,则“药金”实质上是铜锌合金,冶炼炉中炉甘石先高温分解为氧化锌,氧化锌再被木炭还原为锌,该冶炼方法为高温还原法,A项正确,B、C项错误。黄金在空气中灼烧无化学变化;“药金”在空气中灼烧生成黑色的CuO和白色的ZnO,灼烧后发生化学变化,颜色有变化,故用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”,D项错误。
8.如图所示的是某工厂对海水资源综合利用的示意图,下列说法中不正确的是( )
A.试剂a是石灰乳
B.电解法制取烧碱的反应属于氧化还原反应
C.电解氯化镁所得的金属镁可在气体中冷却
D.粗盐精制过程中,除去粗盐中的杂质可加入溶液
答案:C
解析:工业上用石灰乳沉淀镁离子,A正确;电解饱和NaCl溶液制取烧碱的反应中有元素化合价的升降,属于氧化还原反应,B正确;单质镤很活泼,在高温条件下可与二氧化碳反应,故金属镁不能在气体中冷却,C不正确;粗盐精制过程中,加入溶液可沉淀粗盐中的,D正确。
9.海水中有丰富的资源,下列无法从海水中获取的是( )
A.酒精 B. C.溴 D.NaOH
答案:A
解析:酒精是乙醇的俗称,不能从海水中获取乙醇,A符合题意;海水中含,经初步处理后加入石灰乳产生沉淀,用盐酸将分离出的沉淀溶解得到溶液,溶液经加热浓缩、冷却结晶获得晶体,然后在HCl气流中加热脱水得到无水,B不符合题意;海水中含,用氧化得到,用空气将生成的吹出,用和水吸收吹出的,将转化为HBr,使溴与空气分离,再用将HBr氧化为溴后蒸馏获得,C不符合题意;海水中含NaCl,从海水中可制得NaCl,电解饱和NaCl溶液生成NaOH、和,D不符合题意。
10.我国能源特点是“富煤、贫油、少气”,利用煤“制油、制气”,实现清洁高效利用,势在必行。下列有关说法中正确的是( )
A.煤气化技术的核心是将固态煤变成气态煤
B.将煤干馏可获得多种洁净燃料和化工原料
C.煤“制气”后再燃烧不产生任何有害物质
D.煤的清洁高效利用过程中不会产生有害成分
答案:B
解析:煤的气化是指将煤转化为水煤气,故A错误;煤干馏可获得煤焦油、出炉煤气、焦炭等多种物质,获得的出炉煤气中的氢气等是清洁燃料,故B正确;不完全燃烧会产生有毒的CO,故C错误;煤在清洁化处理过程中仍会产生有害成分,故D错误。
11.世界煤炭看中国,中国煤炭看山西。下列与煤有关的描述中,正确的是( )
A.煤的干馏属于物理变化
B.煤的组成以碳、氢元素为主
C.煤是由有机物组成的混合物
D.煤气化生成的水煤气的主要成分是CO和
答案:D
解析:煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,因此煤的干馏属于化学变化,A项错误;煤的组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素,B项错误;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,C项错误;煤气化生成水煤气的反应是,D项正确。
12.[2023春·高一·河北秦皇岛·期末校考]下列说法不正确的是( )
A.石油裂解气(含乙烯、丙烯等)可以使溴水褪色,也可以使高锰酸钾溶液褪色
B.甲烷与乙烯混合物不可以通过溴的四氯化碳溶液分离
C.正丙醇()和钠反应要比水和钠反应剧烈
D.属于取代反应
答案:C
解析:石油裂解气中含有不饱和气态链烃,这些不饱和气态链烃能使溴水和高锰酸钾溶液褪色,A项正确;乙醛能与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,而乙醇不能发生相应的反应,所以可用新制氢氧化铜检验乙醇中是否含有乙醛,B项正确;醇中羟基氢的活泼性远小于水分子中羟基氢的活泼性,所以醇与金属钠反应的剧烈程度会小于水与金属钠反应的剧烈程度,C项错误;反应中,甲基中的氢原子被氯原子所取代,同时生成了氯化氢,所以该反应为取代反应,D项正确。
13.下列关于有机物的说法中,正确的一组是( )
①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而制成的一种燃料,它是一种新型化合物
②汽油、柴油和植物油都是由碳氢化合物组成的,完全燃烧只生成和
③石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
④除去乙酸乙酯中残留的乙酸,可加入过量饱和溶液振荡后,静置分液
⑤将铜丝灼烧成黑色后趁热插入乙醇中,铜丝变红,再次称量质量等于
⑥除去中的少量:通过盛有饱和溴水的洗气瓶
A.③⑤⑥ B.④⑤⑥ C.①②⑤ D.②④⑥
答案:B
解析:“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而制成的一种燃料,属于混合物,①错误;汽油和柴油都是由碳氢化合物组成的,完全燃烧只生成和,植物油属于油脂,还含有氧元素,②错误;有新物质生成的变化是化学变化,石油的分馏是物理变化,石油的裂化和煤的干馏是化学变化,③错误;乙酸乙酯不溶于水,因此除去乙酸乙酯中残留的乙酸,可加入过量饱和溶液,乙酸溶于溶液,振荡、静置,分液即可,④正确;铜丝在空气中加热时生成CuO,灼热的CuO能氧化乙醇生成乙醛、和Cu,故将铜丝灼烧成黑色后趁热插入乙醇中,铜丝变红,再次称量质量等于,⑤正确;乙烯中含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应,故除去中的少量,可将混合气体通过盛有饱和溴水的洗气瓶,⑥正确。④⑤⑥正确,故选B。
14.[2024届·广东深圳·二模]下列陈述Ⅰ和Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
从海水中提取溴
具有氧化性
B
用KSCN溶液检验溶液是否变质
与反应生成红色沉淀
C
在船体上镶嵌锌块,避免船体遭受腐蚀
在锌、钢铁与海水构成的原电池中,钢铁作正极受到保护
D
利用铝热反应焊接铁轨
是共价晶体
A.A B.B C.C D.D
答案:C
解析:中Br为-1价,为最低价态,只有还原性,没有氧化性,从海水中提取溴,转化为,与具有还原性有关,A错误;溶液中能与反应生成红色的,溶液变成红色可证明溶液已变质,但不是沉淀,B错误;锌比铁活泼,在船体上镶嵌锌块,利用牺牲阳极法保护船体,在锌、钢铁与海水构成的原电池中,钢铁作正极受到保护,C正确;铝热反应放出大量热,将产物中的Fe熔化,可用来焊接铁轨,D错误。
15.综合利用海水可以制备淡水、食盐、纯碱、溴等物质,其流程如图所示:
(1)实验室中可用如图装置从海水中获得淡水,B、C仪器的名称分别是B_____________、C____________________________;B装置中如果忘加沸石,应____________________________________________;如图装置中有______________________处错误。
(2)在母液中通入氯气可置换出单质溴,从溶液A中提取,需要的主要仪器是__________________________。
(3)粗盐中含有、、等可溶性杂质,为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:
a.溶解;b.依次加入过量的____________________________溶液、NaOH溶液、____________________________溶液;c._______________;d.加适量盐酸;e.________________(请补全缺少的试剂和实验步骤)。
(4)实验室需要使用480 mL 0.1 mol/L的该精制盐溶液,则配制该溶液时:
①需要用托盘天平称量氯化钠的质量__________________g。
②下列实验操作会使配制结果偏高的是( )
A.砝码生锈了
B.定容时俯视刻度线
C.没洗涤烧杯和玻璃棒
D.容量瓶中残留少量蒸馏水
E.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又加少量蒸馏水至液面与刻度线相切
(5)向氯化钠溶液中先后通入的气体X、Y的化学式分别为__________________、________________,你认为先通气体X的原因是____________________________,该反应的化学方程式为______________________________。
(6)用这种方法制得的中有少量的NaCl。检验该中少量的NaCl的实验操作为____________________________________。
答案:(1)蒸馏烧瓶;冷凝管;停止加热,液体冷却后再加;3
(2)分液漏斗
(3)氯化钡;碳酸钠;过滤;蒸发结晶
(4)①2.9;②AB
(5);;氨气溶解度大,易形成高浓度的碳酸氢根,便于生成的碳酸氢钠析出;
(6)取适量固体溶于水,向其中加入过量的硝酸,再加硝酸银,有白色沉淀生成,说明有氯化钠
解析:(1)实验室中可用图中装置从海水中获得淡水, B、C仪器的名称分别是蒸馏烧瓶、冷凝管,B装置中如果忘加沸石,应停止加热,液体冷却后再加,图中装置为蒸馏装置,图中存在3处错误,冷凝管水流方向错误,应下进上出;温度计插入位置错误,应是水银球在蒸馏烧瓶的支管口处测定馏出成分的沸点;蒸馏烧瓶加热未垫石棉网。
(2)在母液中通入可置换出单质,从溶液A中提取,可以加入,萃取单质后在分液漏斗中分液分离,需要的主要仪器是分液漏斗。
(3)首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后加入过量的NaOH可以将沉淀,用沉淀,再加入过量的可以将沉淀。至于先除,还是先除都行,用沉淀,方程式为,但是加入要放在加入之后,这样会除去反应剩余的:,离子都沉淀后再进行过滤,再加入盐酸除去反应剩余的和,最后经蒸发结晶操作得到较纯净的NaCl。
(4)①由于实验室不存在480 mL的容量瓶,需要按照500 mL的容量瓶计算需要溶质的质量,溶质质量为0.5 L×0.1 mol/L×58.5 g/mol=2.925 g,托盘天平精确度为0.1 g,则需要称量2.9 g NaCl固体。②A.砝码生锈了,称量质量偏大,配制溶液浓度偏高,正确; B.定容时俯视容量瓶刻度线,水未加到刻度线,溶液浓度偏大,正确;C.没洗涤烧杯和玻璃棒,溶质减少,得到溶液的浓度偏小,错误;D.容量瓶中残留少量蒸馏水对溶液配制无影响,错误;E.补加蒸馏水会稀释溶液,得到溶液浓度偏小,错误,故选AB。
(5)向氨化的饱和NaCl溶液中通入生成晶体和,先通入,溶解度大,易形成高浓度的,反应的化学方程式为。
16.[2023年重庆高考真题]煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下:
(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是______________;b中除去的物质是______________(填化学式)。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,该过程称为______________。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量Ar。若气体X被完全吸收,则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。
①d中的现象是__________________________________________。
②e中生成的固体为Ag,反应的化学方程式为__________________________________________。
③d和e的连接顺序颠倒后将造成α______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)在工业上按照国家标准测定α:将干燥后的(含杂质的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应,用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中的体积分数为m,此时α的表达式为______________。
答案:(1)分液漏斗;HCl
(2)①干馏;②
(3)①有白色沉淀生成;②;③偏大
(4)
解析:(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是分液漏斗;由于二氧化碳中含有挥发的氯化氢气体,因此b中碳酸氢钠与氯化氢反应,则除去的物质是HCl。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,即隔绝空气加强热使之分解,则该过程称为干馏;②装置Ⅱ中,高温下二氧化碳和焦炭反应生成一氧化碳。
(3)①d中二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水,其反应的现象是有白色沉淀生成;②e中生成的固体为Ag,根据氧化还原反应分析得到CO变为碳酸铵;③d和e的连接顺序颠倒,二氧化碳和银氨溶液反应,导致银氨溶液消耗,二氧化碳与氢氧化钡反应的量减少,则将造成α偏大。
(4)设起始通入1 L气体,则的体积为,设转化的的体积为x L,则反应后,,的体积分数为=,解得,则。
17.[2023春·高一·山东青岛·月考校考]某化学研究性学习小组模拟工业上从浓缩的海水中提取液溴的过程,设计了如下实验装置(夹持装置略去)和操作流程。已知:的沸点为,微溶于水,有毒。
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入至反应完全;
②关闭活塞a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量;
④关闭活塞b,打开活塞a,再通过A向B中缓慢通入足量;
⑤将B中所得液体进行蒸馏并收集液溴。请回答下列问题:
(1)实验室中制备氯气的化学方程式为________________。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用是________________。
(3)步骤③中发生的主要反应的离子方程式为________________。
(4)进行步骤③时,B中尾气可用________________(填字母)吸收处理。
a.水 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液
(5)步骤⑤,通过蒸馏收集液溴,请解释工业生产时蒸馏温度控制在的原因:________________。
(6)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBr和等物质,该反应的化学方程式为________________。
(7)与B装置相比,采用C装置的优点为________________。
答案:(1)(浓)
(2)将A中生成的吹入B中
(3)
(4)c
(5)尽可能蒸出溴而不蒸出水
(6)
(7)操作简单,污染小
解析:
实验通过反应从浓缩的海水中提取溴;再利用溴单质易挥发、溴单质与二氧化硫的反应,对溴单质进行收集。
(1)实验室中制备氯气常用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰、水:(浓)。
(2)鼓入热空气是为了将A中生成的吹入B中。
(3)二氧化硫具有还原性,步骤③中发生的主要反应是被二氧化硫还原为同时生成硫酸根离子,离子方程式是。
(4)B中尾气含有等,均可以和氢氧化钠溶液反应,故可用氢氧化钠溶液吸收。
(5)已知的沸点为,水的沸点为,工业生产时蒸馏温度控制在可以尽可能蒸出溴而不蒸出水。
(6)与碳酸钠溶液发生反应生成,反应中部分溴化合价升高、部分溴化合价降低,根据氧化还原反应规律可知,该反应还生成了NaBr,故反应为。
(7)B中需要通入两种气体且尾气中含有二氧化硫气体,对比B、C装置可知,采用C装置的优点为操作简单,污染小(减少二氧化硫的排放)。
18.利用某地的闪锌矿(主要成分为ZnS,其杂质主要为铁、铜等元素)冶炼纯锌的传统工艺如图所示。
注:锌、铁、铜的沸点依次为1180 K、3023 K、2800 K。
(1)高温煅烧时,若足量,则ZnS发生反应的化学方程式为__________________。
(2)工业生产中方案1由锌熔体获得粗锌的操作为__________________(填“分馏”或“干馏”)。
(3)方案2中固相2的成分为__________________(填化学符号,下同),液相1所含金属阳离子为__________________。
(4)方案2中从液相1获取粗锌的过程中可加入单质__________________除掉其他杂质;对比两种方案,方案2的优点是__________________。
(5)方案2的系列操作产生的废液可以制取绿矾()。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如表所示:
温度/℃
溶解度/g
析出晶体的组成
0
14.0
10
17.0
30
25.0
50
33.0
56.7
35.2
60
35.3
70
35.6
80
33.0
90
33.5
从上表数据可以得出的结论是①__________________,②__________________。
答案:(1)
(2)分馏
(3)C、Cu;、
(4)Zn;节约能源(合理即可)
(5)①随温度升高,的溶解度先升高后降低
②温度超过60 ℃时,析出晶体中结晶水含量越来越少
解析:(1)高温煅烧时,若足量,则ZnS与反应生成ZnO和,化学方程式为。
(2)方案1中,锌熔体为锌和少量铁、铜、碳的混合物,几种物质的沸点不同,获得粗锌的操作为分馏。
(3)锌熔体中加入稀硫酸,锌、铁都能与稀硫酸反应,分别生成、,固相2的成分为C、Cu,液相1所含金属阳离子为、。
(4)方案2中液相1为、和少量稀硫酸的混合液,获取粗锌的过程中可加入单质锌除掉其他杂质;对比两种方案,方案2的优点是节约能源(或不需加热)。
(5)分析表中数据可以得出的结论是①随温度升高,的溶解度先升高后降低;②温度超过60 ℃时,析出晶体中结晶水含量越来越少。
B卷
1.[2024年浙江高考真题]化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( )
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
答案:B
解析:根据金属活泼性的不同,可以采用不同的方法冶炼金属,大部分金属(主要是中等活泼的金属)的冶炼是通过高温下发生氧化还原反应来完成的,即热还原法,常用的还原剂有焦炭、CO、等,A正确;煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,主要发生的反应为,该过程属于化学变化,B错误;维生素C(即抗坏血酸)具有还原性,能被氧化成脱氢抗坏血酸,故制作水果罐头时加入维生素C作抗氧化剂,可延长保质期,C正确;混凝剂聚合氯化铝在污水中能水解成胶体,胶体能吸附污水中细小悬浮物,使其聚集成较大颗粒而沉降下来,D正确。
2.[2023年辽宁高考真题]下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:
B.制:
C.制粗硅:
D.冶炼镁:
答案:D
解析:合成氨工业为氮气和氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成氨气,A正确;工业制备HCl为氢气和氯气在点燃时反应生成HCl,B正确;工业制备粗硅为石英和焦炭在高温条件下反应生成单质硅和CO,C正确;工业冶炼镁为电解熔融氯化镁生成镁和氯气,D错误。
3.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
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
答案:D
解析: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应是过滤蒸发结晶,因此③是错误的。所以答案选D.
4.[2026届·湖南·模拟考试]工业上以某种矿石(含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下。下列对该工艺流程的判断正确的是( )
A.试剂X可以为盐酸,沉淀中含有铁的化合物
B.反应Ⅱ中,也可换成稀硫酸、稀盐酸
C.反应Ⅱ的离子方程式为
D.工业上还可采用Fe还原的方法制Al,成本更低
答案:C
解析:若X是盐酸,则都会溶解,形成可溶的,A错误;在反应Ⅱ中,若将换成稀硫酸、稀盐酸,是两性氢氧化物,会被过量强酸溶解,不能得到沉淀,B错误;反应Ⅱ的离子方程式为,C正确;由于金属活动性:Al>Fe,因此Fe不能置换出Al,所以在工业上不能采用Fe还原的方法制Al,应采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,D错误。
5.煤是“工业粮食”,煤燃烧时不仅产生我们所需的能量,同时还会生成大量的污染物,为了减少煤的燃烧对环境的污染,将煤转化为高热值的清洁燃料,煤的干馏属于煤的综合利用之一。下列关于煤的干馏的叙述不正确的是( )
A.将煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏
B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤干馏的目的之一是得到冶金用的优质焦炭
答案:A
解析:煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下使煤分解的过程,因此煤的干馏要满足两个条件:一是隔绝空气,以防止煤在高温下燃烧;二是要加强热,A项不正确;煤的干馏是化学变化,而石油的分馏是物理变化,B项正确;苯、萘等物质主要存在于煤焦油中,C项正确;煤干馏的主要产物之一是焦炭,焦炭可用于冶金工业,D项正确。
6.“煤制油”的关键技术是煤的气化,目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气反应:,该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(用空气代替)来提供:。下列说法不正确的是( )
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B.第一个反应需要吸热,故煤的气化从能量角度来看,得不偿失
C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高
D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、后主要是合成氨的两种原料气
答案:B
解析:虽然在煤的气化过程中会有一部分煤的潜在能量遭到损失,但因为加工后得到的气态燃料的热利用率高,而且比较清洁,故从总体来看,将煤气化后再使用还是比较合理的,B错误。
7.[2024春·高一·湖南邵阳·期末]在海水资源的开发利用中,下列关于各工业体系的操作的叙述中错误的是( )
工业体系
操作
A
镁工业:制备单质镁
电解熔融MgO制得单质镁
B
溴工业:制备单质溴
用作吸收剂将转化为HBr达到富集的目的
C
淡水工业:制备蒸馏水
用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水
D
氯碱工业:制备含氨消毒剂
用得到的和石灰乳反应制漂白粉
A.A B.B C.C D.D
答案:A
解析:镁是活泼金属,在工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼,而不用氧化镁,因为氧化镁的熔点高,反应过程中耗能多,A错误;工业上制备单质溴,是先用作吸收剂将转化为HBr达到富集的目的,再用氯气将海水中的溴转化为单质溴,B正确;工业上制备蒸馏水,可以用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水,便于节约能量,C正确;氯碱工业可以制备氢气、烧碱和氯气,用电解得到的和石灰乳反应得到以次氯酸钙为有效成分的漂白粉,D正确。
8.实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点不同的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出
B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸
C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出
D.温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处
答案:C
解析:在蒸馏时,沸点较低的物质先馏出,所以沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出,A正确;碎瓷片具有防暴沸的作用,所以蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸,B正确;冷凝管中水采用逆流方式,冷却效果更好,所以冷凝水应该从b口进a口出,C错误;温度计用来测量馏分温度,则温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处,D正确。
9.[2023春·高二·辽宁阜新·月考校考]下列关于有机物的结构、性质的叙述正确的是( )
A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以苯不能发生氧化反应
B.石油的主要成分是烃,煤经过分馏可制得焦炭、煤焦油等产品
C.丙烯分子中所有原子不可能在同一平面上
D.石油裂解的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量
答案:C
解析:苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但是苯能发生氧化反应,错误;石油的主要成分是烃,煤经过干馏可制得焦炭、煤焦油等产品,错误;丙烯的结构简式为,分子中甲基不是平面结构,所以不可能所有原子在同一平面上,正确;石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子烃,错误。
10.[2024春·高一·河南焦作·期末校考]海水中不仅含有丰富的水资源,而且蕴藏着宝贵的化学资源。海水资源利用的部分过程如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.海水淡化主要有蒸馏法、电渗析法等,其中蒸馏法的技术和工艺较成熟,但成本较高
B.在氯碱工业中,电解饱和食盐水可得到、和NaOH
C.在制镁工业中,常用石灰乳作沉淀剂,整个过程涉及无机四大基本反应类型
D.在制镁工业中,电解得到的另一产物可用于生产盐酸并循环使用到前面流程中
答案:C
解析:海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,方法主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等,蒸馏法的技术和工艺较成熟,但成本较高,A正确;氯碱工业是工业上用电解饱和NaCl溶液的方法制取NaOH、和,B正确;在制镁工业中,常用廉价的石灰乳作沉淀剂,整个过程不涉及置换反应和化合反应,C错误;在制镁工业中,电解得到的另一产物为,可用于生产盐酸并循环使用到前面流程中,D正确。
11.如图所示的是某工厂对海水资源综合利用的示意图,下列说法中不正确的是( )
A.试剂a是石灰乳
B.电解法制取烧碱的反应属于氧化还原反应
C.电解氯化镁所得的金属镁可在气体中冷却
D.粗盐精制过程中,除去粗盐中的杂质可加入溶液
答案:C
解析:工业上用石灰乳沉淀镁离子,A正确;电解饱和NaCl溶液制取烧碱的反应中有元素化合价的升降,属于氧化还原反应,B正确;单质镤很活泼,在高温条件下可与二氧化碳反应,故金属镁不能在气体中冷却,C不正确;粗盐精制过程中,加入溶液可沉淀粗盐中的,D正确。
12.有人提出利用黄铜矿(主要成分为)冶炼铜的炉渣冶炼铁。用黄铜矿冶炼铜的步骤大致为:
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℃时发生的主要反应为,;
④电解精炼铜。
下列判断中不正确的是( )
A.利用冶炼铜的炉渣可冶炼铁
B.不计损耗时,治炼出6 mol Cu,共消耗12mol
C.反应③中的氧化剂为
D.用黄铜矿冶炼铜产生的尾气可造成酸雨
答案:B
解析:炉渣的主要成分为FeO,利用FeO可冶炼出铁,A正确;由反应过程可知,故不计损耗时,冶炼出6 mol Cu共消耗的物质的量为(12+3)mol=15mol,B不正确;分析反应③中各种元素的化合价变化可知,均作氧化剂,C正确;由反应原理可知,产生的尾气主要成分为,可造成酸雨,D正确。
13.“空气吹出法”海水提取溴的工艺流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.进入吹出塔前,被氧化为
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和
C.经过吸收塔后,Br元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
答案:D
解析:通入,发生反应,易挥发,可用热空气吹出,因此进入吹出塔前,B被氧化为,A正确;在吸收塔中,、、发生氧化还原反应,故从吸收塔流出的溶液主要含有的溶质是HBr和,B正确;经过吸收塔后溶液中的浓度远大于进入吸收塔前海水中的浓度,Br元素得到富集,C正确;在蒸馏塔中通入水蒸气,可提高物质的能量,有助于挥发逸出,水蒸气没有参加反应,在蒸馏塔中,发生反应,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使反应产生的溴变为蒸气,可见两次通入的水蒸气都未参加反应,D错误。
14.[2024秋·高三·河南鹤壁·月考校考]浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源,其中海水提溴工艺如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出
B.吸收塔中被氧化
C.吸收时可用溶液代替和水
D.蒸馏塔中发生置换反应
答案:C
解析:A.海水中通入氯气和酸,发生,因为液溴易挥发,采用热空气吹出溴单质,故A说法正确;
B.吸收塔中发生,硫元素化合价升高,被氧化,故B说法正确;
C.根据B选项分析,被氧化,二氧化硫作还原剂,中具有强氧化性,不与溴单质反应,因此不能代替,故C说法错误;
D.蒸馏塔中发生,该反应为置换反应,故D说法正确;
答案为C。
15.[2023年重庆高考真题]煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下:
(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是______________;b中除去的物质是______________(填化学式)。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,该过程称为______________。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量Ar。若气体X被完全吸收,则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。
①d中的现象是__________________________________________。
②e中生成的固体为Ag,反应的化学方程式为__________________________________________。
③d和e的连接顺序颠倒后将造成α______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)在工业上按照国家标准测定α:将干燥后的(含杂质的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应,用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中的体积分数为m,此时α的表达式为______________。
答案:(1)分液漏斗;HCl
(2)①干馏;②
(3)①有白色沉淀生成;②;③偏大
(4)
解析:(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是分液漏斗;由于二氧化碳中含有挥发的氯化氢气体,因此b中碳酸氢钠与氯化氢反应,则除去的物质是HCl。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,即隔绝空气加强热使之分解,则该过程称为干馏;②装置Ⅱ中,高温下二氧化碳和焦炭反应生成一氧化碳。
(3)①d中二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水,其反应的现象是有白色沉淀生成;②e中生成的固体为Ag,根据氧化还原反应分析得到CO变为碳酸铵;③d和e的连接顺序颠倒,二氧化碳和银氨溶液反应,导致银氨溶液消耗,二氧化碳与氢氧化钡反应的量减少,则将造成α偏大。
(4)设起始通入1 L气体,则的体积为,设转化的的体积为x L,则反应后,,的体积分数为=,解得,则。
16.铝土矿(主要成分为,还含有)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化学式)__________。
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式,除了还有:__________、__________。
(3)步骤③中通入过量气体而不加入过量盐酸的理由是__________。
(4)准确称取8g铝土矿样品,加入一定量试剂a的溶液,使其中的恰好溶解;然后向滤液中加入的NaOH溶液,产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示,则样品中的百分含量为__________。
答案:(1)
(2);
(3)过量盐酸能使生成的溶解
(4)63.75%
解析:本题主要考查铝及其化合物的相互转化和计算。
操作和可得到沉淀和滤液,则操作Ⅰ和Ⅱ均为过滤;根据图知,滤液甲有铝元素,除了溶于强碱还溶于强酸,故试剂a为强酸,也溶于强酸而不溶,故沉淀A是。
(1)由上述分析得沉淀A是。
(2)有上述分析可知滤液甲中有和,其与氢氧化钠反应的离子方程式为。
(3)步骤3的目的是为了生成沉淀,而加入过量会使生成的溶解。
(4)根据关系式可计算,,故氧化铝的质量分数为。
17.[2024春·高二·河南焦作·开学考试校考]海洋是生命的摇篮,浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源。人们可以从海水中提取淡水和制得一些重要的化工产品。海水提溴的工艺流程如图所示。
(1)工业上通过制备Mg,常用的冶炼方法是__________。通入热空气吹出,利用了溴的____________(填字母)。
A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性
(2)写出吸收塔中发生反应的离子方程式:____________________________。
(3)某同学提出,证明HBr溶液中含有Br的实验方案是:取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入淀粉—KI溶液,观察溶液是否变蓝。该方案是否合理并简述理由:________________________________________________________________。
(4)蒸馏塔在蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:__________________________________________。
(5)从海水中获得淡水的主要方法有电渗析法、反渗透法和____________(填一种)。反渗透法净化水的过程如图所示。下列说法正确的是__________(填字母)。
A.经过阳离子交换树脂后,水溶液中阳离子总数减少
B.通过阴离子交换树脂后,水溶液中只被除去
C.通过净化处理后的水,导电性增强
D.阴离子交换树脂填充段存在反应:
答案:(1)电解法;C
(2)
(3)不合理,由于过量的氯水会对后续实验造成干扰,过量的氯水和反应生成的均能将氧化成,故根据淀—KI粉溶液变蓝,不能证明HBr溶液中含有
(4)温度过高,大量水蒸气随溴蒸出,溴蒸气中水蒸气含量增加,温度过低,溴不能完全蒸出,产率较低
(5)蒸馏法;D
解析:(1)工业上通过电解熔融的制备Mg,故常用的冶炼方法是电解法。易挥发,通入热空气可以吹出。
(2)吸收塔中,和的混合物吸收热空气吹出的,发生反应的离子方程式为。
(3)不合理,由于过量的氯水会对后续实验造成干扰,过量的氯水和反应生成的均能将氧化成,故根据KI—淀粉溶液变蓝,不能证明HBr溶液中含有。
(4)蒸馏塔在蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃,温度过高或过低都不利于生产,温度过高,大量水蒸气随溴蒸出,溴蒸气中水蒸气含量增加,温度过低,溴不能完全蒸出,产率较低。
(5)从海水中获得淡水的主要方法有电渗析法、反渗透法和蒸馏法。离子交换过程中,保持电荷守恒,经过阳离子交换树脂后,1个被1个替换,1个被2个替换,故水溶液中阳离子总数增多,A错误;通过阴离子交换树脂后,水中、都被除去,B错误;净化处理后,水溶液中的离子浓度减小,导电性减弱,C错误;阴离子交换树脂填充段替换进来,与阳离子交换树脂段替换进来的结合生成,故阴离子交换树脂填充段存在反应:,D正确。
18.金属矿物资源以及海水资源的利用有着非常重要的意义。
1.金属铁常用的冶炼方法是( )
A.热分解法 B.高温还原法 C.电解法
2.在用海带提取碘的过程中,往海带灰浸取液中加入稀硫酸后要再加入双氧水,加入双氧水时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________。
3.冶炼得到的铁粉和海带中提取的碘可以用于生产KI,其工艺流程如图所示:
①操作A包括______________________、______________________、过滤。
②用冰水洗涤的目的是除去附着在KI表面的可溶性杂质,同时____________________________________________________________________________________________________________。
③反应I生成了铁与碘的化合物X,测得X中铁元素与碘元素的质量比为21:127,则X的化学式为_______________;反应II中1mol X完全反应生成89.6L(标准状况下),写出反应II的化学方程式:___________________________________。
答案:1.B
2.
3.①蒸发浓缩; 冷却结晶;
②减少碘化钾在洗涤过程中的溶解
③;
解析:金属铁常用的冶炼方法是高温还原法;往海带灰浸取液中加入稀硫酸后,再加双氧水时所发生反应的离子方程式为;根据流程可知操作a应包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;用冰水洗涤的目的是除去附着在表面的可溶性杂质同时减少碘化钾在洗涤过程中的溶解;X中铁元素与碘元素的质量比为 21:127,即原子个数比为,X的化学式为;与碳酸钾反应生成二氧化碳、四氧化三铁和碘化钾,可写出化学方程式: 。
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第八章 化学与可持续发展
第1讲 自然资源资源开发与利用
【复习目标】
1. 知道自然资源的分类,了解化石能源、金属矿物、海水资源等常见自然资源的类别与分布。
2. 掌握煤、石油、天然气的综合利用方式,理解干馏、分馏、裂化、裂解的原理与区别。
3. 了解金属矿物冶炼的基本思路,掌握金属冶炼的常用方法及适用范围。
4. 认识海水资源的开发利用,了解海水淡化、海水提溴、提镁的基本流程与原理
5. 树立节约资源、合理开发、绿色环保、可持续发展的理念,认识资源开发与环境保护的关系。
【教材追踪】
目标一:掌握金属冶炼的一般原理,理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。
任务1:古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载:“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》(之六)中有云:“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”
上述文献中涉及了哪些金属的“冶炼”?写出相关的化学方程式。
(1)阅读教材p98内容,思考下列问题。
Ⅰ.工业上采用电解法冶炼铝和镁的原料分别为Al2O3和MgCl2,为什么不是AlCl3和MgO?
Ⅱ.铝元素是地壳中含量最高的金属元素,为什么铝的发现和使用却比铜和铁要晚得多?
(2)Ⅰ.K、Ca的冶炼方法是什么?为什么?
Ⅱ.思考金属冶炼的方法与金属活动性之间有什么关系。
(3)当铁轨有缝隙时,维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,让熔融的铁水流入铁轨的裂缝,冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么?写出化学方程式。
任务2:阅读教材第99页“思考与讨论”,分析金属冶炼过程中的能耗。思考为什么要合理开发和利用矿物资源?有哪些合理开发利用矿物资源的途径?
目标二:握海水化学资源的开发和利用的方法。
任务1:阅读教材p100内容,完成下列问题。
(1)海水水资源的利用主要包括哪些途径? 海水淡化的方法主要有什么?
(2)海水中的化学元素有哪些,它们的含量有什么特点?
(3)除了从海水中获取淡水和化学物质外,就没有其他什么价值了?
任务2:海洋是一个蕴含巨大化学资源宝库,可以从海水中提取多种物质,下图是海水的综合利用示意图,写出其中主要反应方程式。
(2)分析从海水中提取镁的工艺流程,写出其中涉及的主要反应方程式。
(3)分析从海水中提取溴的工艺流程,写出其中涉及的主要反应方程式。
目标三:认识煤的组成和综合利用及意义。
任务1:阅读课本P102内容,思考并回答下列问题。
(1)煤的组成成分有哪些?
(2)煤不经过加工处理直接燃烧,会产生哪些污染?煤的干馏过程为什么要隔绝空气?
任务2:(1)煤可以通过煤的的干馏、气化和液化获得清洁的燃料和多种化工原料。
分析煤的干馏、气化和液化属于什么变化?
(2)煤通过干馏后,能获得哪些产物,这些产物主要用途是什么?
干馏产物
主要成分
主要用途
出炉煤气
焦炉气
粗氨水
粗苯
煤焦油
焦炭
目标四:认识石油和天然气的组成和综合利用及意义。
任务1:阅读教材P103内容,思考下列问题。
(1)天然气、可燃冰和石油在组成上的共同点是什么?
(2)如何从石油中得到汽油、煤油、柴油?
任务2:(1)石油常压蒸馏和减压蒸馏分别能获得什么产品?
(2)石油裂化和裂解的目的及产物有哪些?催化重整的目的和产物?
(3)写出下列裂解反应方程式:
C16H34 +C8H16
C8H18C4H10+
C4H10CH4+
C4H10 +
(4)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质?
任务3:(1)以煤、石油、天然气为主要原料生产合成塑料、合成橡胶和合成纤维等合成材料,试着写出利用石油裂解得到的乙烯、丙烯等生产聚乙烯、聚丙烯等塑料的方程式。
(2)将大量煤直接用作燃料可能产生什么问题?化石燃料面临的哪些问题?
【能力进阶】
一、金属矿物、海水资源的开发利用
二、煤、石油、天然气的综合利用
【跟进训练】
A卷
1.下列叙述中,错误的是( )
A.天然气是以甲烷为主的高效清洁燃料
B.煤的干馏可得到煤焦油,通过煤焦油的分馏可获得各种芳香烃
C.石油中含有烷烃和环烷烃,因此由石油不可能获得芳香烃
D.通过石油的催化裂化及裂解可以得到轻质油和气态烯烃
2.我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的是( )
A港珠澳大桥使用的混凝土
B高速列车外壳使用的硬铝
C“中国天眼”使用的碳化硅
D卫星芯片使用的高纯硅
A.A B.B C.C D.D
3.以铝土矿(主要成分为,还含有少量杂质MgO、)为原料,冶炼铝的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
已知:滤渣2的主要成分是。
A.试剂A可以是稀硫酸或稀盐酸 B.加入试剂B除去
C.滤渣1的主要成分是 D.试剂C应是或氨水
4.金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成分为,含有少量)为原料制备金属铬的流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.①中需持续吹入空气
B.②中需加入过量稀硫酸
C.③中发生了氧化还原反应,每生成1 mol Cr,转移3 mol电子
D.④中发生反应:
5.高温下利用铝粉与氧化铁的反应可焊接钢轨,发生的反应为。下列说法错误的是( )
A.利用该反应冶炼铁不用持续加热
B.该反应中Al为还原剂
C.利用该反应原理可以冶炼熔点较高、还原性比铝强的金属
D.利用该反应原理进行作业时,需进行隔热防护
6.如图是铝热反应的装置图,下列对该反应的叙述正确的是( )
A.该反应是放热反应,在常温下可以进行
B.图中a为Mg条,b为,c为和Fe的混合物
C.装置d可以用装有蒸馏水的烧杯代替
D.常温下,反应后d中的金属不能用浓硝酸洗涤干净
7.我国古代制得的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法是:将炉甘石(主要成分为)和赤铜矿(主要成分为)与木炭按一定比例混合后加热至800 ℃,即可炼出闪耀着金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )
A.“药金”实质上是铜锌合金
B.冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C.冶炼方法为热分解法
D.用火焰灼烧不能区别黄金和药金
8.如图所示的是某工厂对海水资源综合利用的示意图,下列说法中不正确的是( )
A.试剂a是石灰乳
B.电解法制取烧碱的反应属于氧化还原反应
C.电解氯化镁所得的金属镁可在气体中冷却
D.粗盐精制过程中,除去粗盐中的杂质可加入溶液
9.海水中有丰富的资源,下列无法从海水中获取的是( )
A.酒精 B. C.溴 D.NaOH
10.我国能源特点是“富煤、贫油、少气”,利用煤“制油、制气”,实现清洁高效利用,势在必行。下列有关说法中正确的是( )
A.煤气化技术的核心是将固态煤变成气态煤
B.将煤干馏可获得多种洁净燃料和化工原料
C.煤“制气”后再燃烧不产生任何有害物质
D.煤的清洁高效利用过程中不会产生有害成分
11.世界煤炭看中国,中国煤炭看山西。下列与煤有关的描述中,正确的是( )
A.煤的干馏属于物理变化
B.煤的组成以碳、氢元素为主
C.煤是由有机物组成的混合物
D.煤气化生成的水煤气的主要成分是CO和
12.[2023春·高一·河北秦皇岛·期末校考]下列说法不正确的是( )
A.石油裂解气(含乙烯、丙烯等)可以使溴水褪色,也可以使高锰酸钾溶液褪色
B.甲烷与乙烯混合物不可以通过溴的四氯化碳溶液分离
C.正丙醇()和钠反应要比水和钠反应剧烈
D.属于取代反应
13.下列关于有机物的说法中,正确的一组是( )
①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而制成的一种燃料,它是一种新型化合物
②汽油、柴油和植物油都是由碳氢化合物组成的,完全燃烧只生成和
③石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
④除去乙酸乙酯中残留的乙酸,可加入过量饱和溶液振荡后,静置分液
⑤将铜丝灼烧成黑色后趁热插入乙醇中,铜丝变红,再次称量质量等于
⑥除去中的少量:通过盛有饱和溴水的洗气瓶
A.③⑤⑥ B.④⑤⑥ C.①②⑤ D.②④⑥
14.[2024届·广东深圳·二模]下列陈述Ⅰ和Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
从海水中提取溴
具有氧化性
B
用KSCN溶液检验溶液是否变质
与反应生成红色沉淀
C
在船体上镶嵌锌块,避免船体遭受腐蚀
在锌、钢铁与海水构成的原电池中,钢铁作正极受到保护
D
利用铝热反应焊接铁轨
是共价晶体
A.A B.B C.C D.D
15.综合利用海水可以制备淡水、食盐、纯碱、溴等物质,其流程如图所示:
(1)实验室中可用如图装置从海水中获得淡水,B、C仪器的名称分别是B_____________、C____________________________;B装置中如果忘加沸石,应____________________________________________;如图装置中有______________________处错误。
(2)在母液中通入氯气可置换出单质溴,从溶液A中提取,需要的主要仪器是__________________________。
(3)粗盐中含有、、等可溶性杂质,为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:
a.溶解;b.依次加入过量的____________________________溶液、NaOH溶液、____________________________溶液;c._______________;d.加适量盐酸;e.________________(请补全缺少的试剂和实验步骤)。
(4)实验室需要使用480 mL 0.1 mol/L的该精制盐溶液,则配制该溶液时:
①需要用托盘天平称量氯化钠的质量__________________g。
②下列实验操作会使配制结果偏高的是( )
A.砝码生锈了
B.定容时俯视刻度线
C.没洗涤烧杯和玻璃棒
D.容量瓶中残留少量蒸馏水
E.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又加少量蒸馏水至液面与刻度线相切
(5)向氯化钠溶液中先后通入的气体X、Y的化学式分别为__________________、________________,你认为先通气体X的原因是____________________________,该反应的化学方程式为______________________________。
(6)用这种方法制得的中有少量的NaCl。检验该中少量的NaCl的实验操作为____________________________________。
16.[2023年重庆高考真题]煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下:
(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是______________;b中除去的物质是______________(填化学式)。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,该过程称为______________。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量Ar。若气体X被完全吸收,则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。
①d中的现象是__________________________________________。
②e中生成的固体为Ag,反应的化学方程式为__________________________________________。
③d和e的连接顺序颠倒后将造成α______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)在工业上按照国家标准测定α:将干燥后的(含杂质的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应,用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中的体积分数为m,此时α的表达式为______________。
17.[2023春·高一·山东青岛·月考校考]某化学研究性学习小组模拟工业上从浓缩的海水中提取液溴的过程,设计了如下实验装置(夹持装置略去)和操作流程。已知:的沸点为,微溶于水,有毒。
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入至反应完全;
②关闭活塞a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量;
④关闭活塞b,打开活塞a,再通过A向B中缓慢通入足量;
⑤将B中所得液体进行蒸馏并收集液溴。请回答下列问题:
(1)实验室中制备氯气的化学方程式为________________。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用是________________。
(3)步骤③中发生的主要反应的离子方程式为________________。
(4)进行步骤③时,B中尾气可用________________(填字母)吸收处理。
a.水 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液
(5)步骤⑤,通过蒸馏收集液溴,请解释工业生产时蒸馏温度控制在的原因:________________。
(6)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBr和等物质,该反应的化学方程式为________________。
(7)与B装置相比,采用C装置的优点为________________。
18.利用某地的闪锌矿(主要成分为ZnS,其杂质主要为铁、铜等元素)冶炼纯锌的传统工艺如图所示。
注:锌、铁、铜的沸点依次为1180 K、3023 K、2800 K。
(1)高温煅烧时,若足量,则ZnS发生反应的化学方程式为__________________。
(2)工业生产中方案1由锌熔体获得粗锌的操作为__________________(填“分馏”或“干馏”)。
(3)方案2中固相2的成分为__________________(填化学符号,下同),液相1所含金属阳离子为__________________。
(4)方案2中从液相1获取粗锌的过程中可加入单质__________________除掉其他杂质;对比两种方案,方案2的优点是__________________。
(5)方案2的系列操作产生的废液可以制取绿矾()。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如表所示:
温度/℃
溶解度/g
析出晶体的组成
0
14.0
10
17.0
30
25.0
50
33.0
56.7
35.2
60
35.3
70
35.6
80
33.0
90
33.5
从上表数据可以得出的结论是①__________________,②__________________。
B卷
1.[2024年浙江高考真题]化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( )
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
2.[2023年辽宁高考真题]下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:
B.制:
C.制粗硅:
D.冶炼镁:
3.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
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
4.[2026届·湖南·模拟考试]工业上以某种矿石(含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下。下列对该工艺流程的判断正确的是( )
A.试剂X可以为盐酸,沉淀中含有铁的化合物
B.反应Ⅱ中,也可换成稀硫酸、稀盐酸
C.反应Ⅱ的离子方程式为
D.工业上还可采用Fe还原的方法制Al,成本更低
5.煤是“工业粮食”,煤燃烧时不仅产生我们所需的能量,同时还会生成大量的污染物,为了减少煤的燃烧对环境的污染,将煤转化为高热值的清洁燃料,煤的干馏属于煤的综合利用之一。下列关于煤的干馏的叙述不正确的是( )
A.将煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏
B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤干馏的目的之一是得到冶金用的优质焦炭
6.“煤制油”的关键技术是煤的气化,目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气反应:,该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(用空气代替)来提供:。下列说法不正确的是( )
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B.第一个反应需要吸热,故煤的气化从能量角度来看,得不偿失
C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高
D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、后主要是合成氨的两种原料气
7.[2024春·高一·湖南邵阳·期末]在海水资源的开发利用中,下列关于各工业体系的操作的叙述中错误的是( )
工业体系
操作
A
镁工业:制备单质镁
电解熔融MgO制得单质镁
B
溴工业:制备单质溴
用作吸收剂将转化为HBr达到富集的目的
C
淡水工业:制备蒸馏水
用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水
D
氯碱工业:制备含氨消毒剂
用得到的和石灰乳反应制漂白粉
A.A B.B C.C D.D
8.实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点不同的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出
B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸
C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出
D.温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处
9.[2023春·高二·辽宁阜新·月考校考]下列关于有机物的结构、性质的叙述正确的是( )
A.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以苯不能发生氧化反应
B.石油的主要成分是烃,煤经过分馏可制得焦炭、煤焦油等产品
C.丙烯分子中所有原子不可能在同一平面上
D.石油裂解的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量
10.[2024春·高一·河南焦作·期末校考]海水中不仅含有丰富的水资源,而且蕴藏着宝贵的化学资源。海水资源利用的部分过程如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.海水淡化主要有蒸馏法、电渗析法等,其中蒸馏法的技术和工艺较成熟,但成本较高
B.在氯碱工业中,电解饱和食盐水可得到、和NaOH
C.在制镁工业中,常用石灰乳作沉淀剂,整个过程涉及无机四大基本反应类型
D.在制镁工业中,电解得到的另一产物可用于生产盐酸并循环使用到前面流程中
11.如图所示的是某工厂对海水资源综合利用的示意图,下列说法中不正确的是( )
A.试剂a是石灰乳
B.电解法制取烧碱的反应属于氧化还原反应
C.电解氯化镁所得的金属镁可在气体中冷却
D.粗盐精制过程中,除去粗盐中的杂质可加入溶液
12.有人提出利用黄铜矿(主要成分为)冶炼铜的炉渣冶炼铁。用黄铜矿冶炼铜的步骤大致为:
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℃时发生的主要反应为,;
④电解精炼铜。
下列判断中不正确的是( )
A.利用冶炼铜的炉渣可冶炼铁
B.不计损耗时,治炼出6 mol Cu,共消耗12mol
C.反应③中的氧化剂为
D.用黄铜矿冶炼铜产生的尾气可造成酸雨
13.“空气吹出法”海水提取溴的工艺流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.进入吹出塔前,被氧化为
B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和
C.经过吸收塔后,Br元素得到富集
D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
14.[2024秋·高三·河南鹤壁·月考校考]浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源,其中海水提溴工艺如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出
B.吸收塔中被氧化
C.吸收时可用溶液代替和水
D.蒸馏塔中发生置换反应
15.[2023年重庆高考真题]煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下:
(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是______________;b中除去的物质是______________(填化学式)。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,该过程称为______________。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量Ar。若气体X被完全吸收,则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。
①d中的现象是__________________________________________。
②e中生成的固体为Ag,反应的化学方程式为__________________________________________。
③d和e的连接顺序颠倒后将造成α______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)在工业上按照国家标准测定α:将干燥后的(含杂质的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应,用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中的体积分数为m,此时α的表达式为______________。
16.铝土矿(主要成分为,还含有)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化学式)__________。
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式,除了还有:__________、__________。
(3)步骤③中通入过量气体而不加入过量盐酸的理由是__________。
(4)准确称取8g铝土矿样品,加入一定量试剂a的溶液,使其中的恰好溶解;然后向滤液中加入的NaOH溶液,产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示,则样品中的百分含量为__________。
17.[2024春·高二·河南焦作·开学考试校考]海洋是生命的摇篮,浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源。人们可以从海水中提取淡水和制得一些重要的化工产品。海水提溴的工艺流程如图所示。
(1)工业上通过制备Mg,常用的冶炼方法是__________。通入热空气吹出,利用了溴的____________(填字母)。
A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性
(2)写出吸收塔中发生反应的离子方程式:____________________________。
(3)某同学提出,证明HBr溶液中含有Br的实验方案是:取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入淀粉—KI溶液,观察溶液是否变蓝。该方案是否合理并简述理由:________________________________________________________________。
(4)蒸馏塔在蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:__________________________________________。
(5)从海水中获得淡水的主要方法有电渗析法、反渗透法和____________(填一种)。反渗透法净化水的过程如图所示。下列说法正确的是__________(填字母)。
A.经过阳离子交换树脂后,水溶液中阳离子总数减少
B.通过阴离子交换树脂后,水溶液中只被除去
C.通过净化处理后的水,导电性增强
D.阴离子交换树脂填充段存在反应:
18.金属矿物资源以及海水资源的利用有着非常重要的意义。
1.金属铁常用的冶炼方法是( )
A.热分解法 B.高温还原法 C.电解法
2.在用海带提取碘的过程中,往海带灰浸取液中加入稀硫酸后要再加入双氧水,加入双氧水时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________。
3.冶炼得到的铁粉和海带中提取的碘可以用于生产KI,其工艺流程如图所示:
①操作A包括______________________、______________________、过滤。
②用冰水洗涤的目的是除去附着在KI表面的可溶性杂质,同时____________________________________________________________________________________________________________。
③反应I生成了铁与碘的化合物X,测得X中铁元素与碘元素的质量比为21:127,则X的化学式为_______________;反应II中1mol X完全反应生成89.6L(标准状况下),写出反应II的化学方程式:________________________________________________________。
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