专题08 化学与可持续发展（期末培优讲义）高一化学下学期人教版

专题08 化学与可持续发展 重点一 金属的冶炼 1．金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活动性顺序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法 2．常见金属的冶炼(用化学方程式表示) 【易错题型】 常见几种金属的冶炼误区 (1)用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 (1)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。 (3)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 3．铝热反应：铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的，化学方程式为：。 铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。 重点二 铝土矿提取铝 1．铝土矿提取铝的流程 方案一：碱溶法 方案二：酸溶法 重点三 海水提镁 1．海水中镁的提取 （1）主要流程： （2）主要化学反应 制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2； 沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2=Mg(OH)2＋Ca2＋； 制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； 电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 重点四 海水提溴、提碘 1．海水提溴 （1）主要流程： 海水中提取溴单质，在浓缩后的海水中通入氯气，发生反应Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2，然后在溶液中鼓入热空气或水蒸气利用溴单质易挥发的性质将其蒸出；蒸出的溴单质用二氧化硫水溶液吸收，发生反应：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4，该操作可实现溴的富集；在反应后的溶液中再次通入氯气，发生反应：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2，溶液经分离得到液溴； （2）有关反应的化学方程式：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2、Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4、Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2。 2．海水提碘 （1）主要流程： 干海带灼烧（坩埚），海带灰浸泡后含碘物质以碘离子形式进入溶液中，过滤不溶杂质，在滤液中通入氯气或加双氧水，将溶液中碘离子氧化成碘单质，有关反应：Cl2＋2I－= 2Cl- + I2或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2，反应后溶液经过滤、提纯得到碘单质。故答案为：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2；Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4；Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2；Cl2＋2I－= 2Cl- + I2；H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2。 （2）有关反应的化学方程式：Cl2＋2I－= 2Cl- + I2或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2 重点五 煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 干馏 概念 把煤隔绝空气加强热使之分解的过程(工业上也叫煤的焦化) 主产品 焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气(H2、CH4、CO) 气化 概念 把煤转化为CO和H2的过程 主反应 C+H2O(g)CO+H2 液化 直接液化 煤+H2―→液体燃料 间接液化 煤CO和H2甲醇    2． 天然气的组成及其综合利用 天然气是一种清洁的化石燃料。 3．石油的综合利用 分馏 原理 根据石油中各种烃的沸点不同进行分离 目的 获得汽油、煤油、柴油等碳原子少的轻质油 裂化 原理 将含原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃 目的 提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量 裂解 原理 是深度裂化，即在更高温度下将轻质油转化为碳原子更少的气态烃 目的 获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料 重整 原理 在加热和催化剂存在下，通过结构的重新调整，使链烃转化为环烃 目的 获得苯、甲苯、二甲苯等轻芳烃 金属的冶炼 【典例1】（24-25高一下·河北保定·期末）下列关于金属冶炼的说法中正确的是 A．电解饱和食盐水制取钠 B．热还原法制取汞、银 C．利用铝热反应制取铬、锰 D．利用热分解法制取铜 【即时检测1-1】（24-25高一下·四川眉山·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．HgO受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 【即时检测1-2】（25-26高一下·福建福州·期中）工业上制备下列金属，采用的化学反应原理正确的是 A．锰： B．镁： C．铝： D．汞： 铝土矿提取铝 【典例2】（24-25高一下·河北·期末）铝元素是地壳中含量最多的金属元素，主要以铝土矿形式存在(主要成分，杂质为、等)。从铝土矿中提取铝的工艺流程如图所示： 下列说法正确的是 A．滤渣的主要成分是 B．“碱溶”后溶液中主要含有的阳离子为、 C．“灼烧”后的固体产物具有高熔点，可用作阻燃剂 D．“熔融电解”添加冰晶石，目的是增强导电性 【即时检测2-1】（24-25高一下·黑龙江牡丹江·期末）工业上制备下列物质的生产流程或原理不合理的是 A．工业制备乙烯：石油的裂解 B．工业冶炼：(熔融)2Na+Cl2↑ C．工业制乙醇： D．工业制铝：铝土矿NaAl(OH)4AlCl3溶液AlCl3固体Al 【即时检测2-2】 （25-26高一下·福建福州·期中）利用铝土矿（主要成分为，含、等杂质）冶炼铝的主要流程如下： 已知在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述不正确的是 A．操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤” B．通入过量时，发生反应 C．冰晶石可降低的熔点，可用作电解铝工业的助熔剂 D．熔点低，可代替用于工业电解铝的原料 海水提镁 【典例3】（24-25高一下·安徽芜湖·期末）下图为海水综合利用的工业流程图。下列说法正确的是 A．过程④的吸收液可换成饱和溶液 B．在过程③或⑤中，每还原均需消耗 C．过程②获取产品的过程中能量转化方式均为化学能转化为电能 D．过程①的提纯过程加入的药品顺序为： 【即时检测3-1】（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）下列物质的生产流程合理的是 A．海带提碘：碘的四氯化碳溶液含、溶液含的悬浊液 B．海水提镁： C．工业制硫酸： D．海水制溴： 【即时检测3-2】（24-25高一下·广东云浮·期末）从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑦电解时阴极产生氯气 C．步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作 D．步骤⑤的化学反应属于复分解反应 海水提溴、提碘 【典例4】（25-26高一下·广东中山·期中）按照要求回答下列问题。 Ⅰ．海洋是巨大的资源宝库，回答以下问题。 (1)请列举除蒸馏法外海水淡化的一种方法：___________。 (2)步骤Ⅰ中，粗盐中有、、等杂质离子，精制时常选用___________(填化学式)溶液除去粗盐水中的。实验过程中判断是否沉淀完全的实验方案是___________。 (3)写出步骤Ⅲ反应的离子方程式___________。除外，还可以用溶液吸收溴，其主要反应是(未配平)，吸收时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (4)工业上，下列金属的冶炼方法和冶炼镁的方法相同的是___________(填标号)。 A．铜 B．银 C．铁 D．铝 Ⅱ．海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示： (5)实验步骤①会用到下列仪器中的___________(填字母) A．酒精灯 B．漏斗 C．坩埚 D．泥三角 (6)步骤④中反应的离子方程式为___________。 (7)海带灰中含有硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤___________(填序号)中实现与碘分离。 Ⅲ．现有下列各组物质：①石墨烯与金刚石、②乙醇与丙三醇、③与、④与、⑤淀粉和纤维素、⑥与 用数字序号回答下列问题： (8)互为同分异构体的是___________；互为同系物的是___________；属于同一种化合物的是___________； (9)的二氯代物有___________种。 【即时检测4-1】（24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯·期末）海洋是巨大的资源宝库，人类可以从海洋中获取多种化工原料。回答下列问题： Ⅰ．海水提镁 已知：苦卤是海水经蒸发浓缩析出食盐后所得的母液，主要含有KCl、、和KBr等。 (1)操作1的名称为_______。 (2)考虑到节约成本，试剂1最好选用_______(填字母，下同)；试剂2应选用_______；电解无水氯化镁的化学方程式为_______。 A．稀盐酸    B．石灰乳    C．稀硫酸    D．NaOH (3)苦卤也可以用于提取。提取时，往苦卤中通入氯气，再用热空气吹出。 ①通入氯气时，发生置换反应的离子方程式为_______。 ②通入热空气可以吹出的原因是_______。 Ⅱ．海带提碘 (4)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为_______。 【即时检测4-2】（24-25高一下·江西景德镇·期末）海洋是一个巨大的资源宝库，从海水中不仅可以获得氯碱工业的原料——氯化钠，还可提取溴、碘、镁、钾等多种物质。请回答下列问题： I．从海水中提取粗盐、溴、镁，具体流程如下： (1)采用晒盐后的卤水提溴而不是直接使用海水，原因是___________。 (2)提镁“沉淀”环节发生反应的离子方程式为___________。 (3)工业制取Mg的化学方程式是___________。 (4)关于卤水提取的先后顺序，有人提出不同观点： 甲：先用卤水提取溴单质，剩余液1用于提取镁单质。 乙：先用卤水提取镁单质，剩余液2用于提取溴单质。 判断哪种方案更佳___________，并简述理由___________。 Ⅱ．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题： (5)实验步骤③会用的玻璃仪器是___________。 (6)步骤⑥是将富集在中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，方程式为，接下来步骤⑦发生的离子方程式为___________。 (7)已知：溶液的浓度越大吸光度越大。用色度计测得溶液的吸光度后，利用以溶液吸光度为纵坐标、碘浓度为横坐标的标准曲线图，可以得出被测溶液浓度其结果如图所示。海带灼热(灰化)时间超过40min，测得碘的含量逐渐降低，原因是___________。 煤、石油和天然气的综合利用 【典例5】（24-25高一下·河南南阳·期末）煤、石油和天然气仍是人类重要的能源和化工原料，下列说法正确的是 A．天然气的主要成分为，高分子材料能以煤、石油等为主要原料进行生产 B．煤的气化是将煤隔绝空气加热到一定温度得到气体燃料的过程 C．煤的干馏是指将煤在空气中加强热使之分解的过程，它属于化学变化 D．石油经分馏得到的轻质液体燃料产量较低，需要通过裂解将重油变为汽油 【即时检测5-1】 （24-25高一下·北京·期末）下列说法不正确的是 A．煤的气化、煤的液化和煤的干馏都是化学变化 B．石油的分馏和石油的裂化裂解都是物理变化 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．以煤、石油和天然气为原料可获得塑料、合成纤维和合成橡胶等材料 【即时检测5-2】 （24-25高一下·海南海口·期末）人类早期以柴薪为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。下列有关能源的叙述错误的是 A．烧柴能量利用率低 B．重油通过裂化可获得汽油 C．煤的液化为物理变化 D．天然气是一种清洁的化石燃料 夯实基础 1．（24-25高一下·江西·期末）除了金、铂等极少数金属，绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。下列有关金属冶炼的说法错误的是 A．工业上常电解熔融的MgCl2冶炼金属镁： B．工业上冶炼金属铝常用的方法：： C．工业上可直接加热HgO冶炼Hg： D．工业上常利用铝热反应大规模冶炼铁： 2．（24-25高一下·天津南开·期末）下列关于金属冶炼方法的说法错误的是 A．因为氧化铝熔点高，工业上用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝 B．用热还原法冶炼金属铁时，可选用一氧化碳、铝等作还原剂 C．可通过加热氧化汞分解得到金属汞 D．湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜溶液发生置换反应 3．（24-25高一下·辽宁辽阳·期末）科学、安全、有效和合理利用自然资源，是当今社会的重要课题。下列说法错误的是 A．要根据金属活泼性选择金属冶炼方法 B．蒸馏法淡化海水成本较高，不宜大规模推广 C．煤的干馏和石油的分馏过程中均会发生化学反应 D．合成药物可以促进人类健康，但不能过度使用 4．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）下列有关有机物的说法不正确的是 A．蛋白质遇盐溶液都会发生变性 B．利用煤的干馏可以获得苯等化工原料 C．石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等化工原料 D．塑料、合成纤维、合成橡胶都属于合成有机高分子材料 5．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）根据海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是 A．过程①的除杂试剂先后顺序是稀盐酸 B．工业上选用饱和溶液做的沉淀剂 C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题 D．在过程④、⑥反应中每氧化需消耗 6．（24-25高一下·四川绵阳·期末）海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 7．（24-25高一下·湖北武汉·期末）海水化学资源开发利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是 A．可用溶液来鉴别和溶液 B．工业上为了使母液中的完全转化为需加入过量的溶液 C．在步骤③中，可通入使溴离子被氧化为 D．在步骤④中，水溶液吸收后溶液的增大 8．（24-25高一下·河北沧州·期末）矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 8．（24-25高一下·四川凉山·期末）下列说法不正确的是 A．涤纶属于合成纤维 B．非处方药的包装上印有“OTC”标识 C．石油的分馏、煤的液化和气化、煤的干馏都是物理变化，石油的裂化、裂解都是化学变化 D．制取环氧乙烷：符合绿色化学的理念 9．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末）下列说法正确的一组是 ①石油裂化的主要目的是制得更多的乙烯等工业原料 ②煤的干馏、气化及液化都是物理变化 ③利用与HCl反应制得CH3CH2Cl，是理想的原子经济性反应 ④丙烯()中最多有7个原子处于同一平面 ⑤CH2Cl2只有一种结构，可说明CH4是正四面体结构 ⑥常温下浓硝酸可以用铝罐储存，说明铝与浓硝酸不反应 A．①③④ B．③④⑤ C．①③⑤ D．②⑤⑥ 10．（24-25高一下·湖南长沙·期末）如图为海水综合利用的工业流程图，已知：受热生成和HCl气体等。下列说法正确的是 A．在过程③或⑤反应中每氧化0.2mol需消耗标准状况下2.24L B．在过程②中将灼烧即可制得无水 C．过程④反应后溶液呈弱酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题 D．粗盐中的、、可以分别加入溶液、溶液、NaOH溶液后过滤，在滤液中加盐酸调可得到纯净的氯化钠溶液 11．（24-25高一下·甘肃天水·期末）从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑦电解溶液可得到Mg和 C．步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作 D．步骤⑤的化学反应属于复分解反应 12．（24-25高一下·贵州贵阳·期末）铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，经过下列工艺可以冶炼金属铝： 回答下列问题： (1)Al3+的结构示意图为_______。 (2)操作1的名称是_______，浸渣的主要成分是_______(填化学式)。 (3)生成滤渣1的离子方程式_______。 (4)不能用H2SO4代替CO2的原因是_______。 (5)工业上，下列金属的冶炼方法与Al相同的是_______(填序号)。 ①Na                ②Mg                ③Hg                ④Au (6)若用2吨含氧化铝40%的铝土矿进行冶炼，最终得到108kg金属铝，则铝的产率为_______%(保留1位小数)。 13．（24-25高一下·湖南衡阳·期末）海洋是巨大的资源宝库，从海水中提取若干种化学物质的流程图如图所示。回答下列问题： I.海水制盐。 (1)海水淡化的方法主要有_______、电渗析法和反渗透法等。 (2)粗盐精制的过程中，为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和，下列试剂的加入顺序为_______④(填标号)。 ①Na2CO3溶液        ②NaOH溶液        ③BaCl2溶液        ④稀盐酸 Ⅱ.海水提镁。 (3)试剂X最好选用_______(填标号)。 A．MgCl2 B．Ca(OH)2 C．MgSO4 D．NaOH (4)由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为_______。 Ⅲ.海水提溴的生产工艺如图所示。 (5)流程中可用热空气吹出溴是利用溴_______的性质。 (6)“吸收塔”内发生反应的离子方程式为_______。 (7)海水中的Br经过氧化、吹出、吸收可实现_______的目的。 综合运用 14．（24-25高一下·辽宁·期末）海洋是巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是 A．②精制加入试剂的顺序为、、、 B．③硫酸酸化的目的是抑制氯气、溴和水反应 C．⑤通入氯气后，操作1的名称是分液 D．⑥加入生石灰时离子反应为 15．（24-25高一下·四川成都·期末）工业上制备下列物质的生产流程合理的是 A．工业制硝酸： B．工业生产高纯硅： C．工业制硫酸： D．由铝土矿(主要成分：)冶炼铝： 16．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）工业上常以铝土矿(主要成分为，含少量)为原料冶炼金属铝，其工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．“溶解”时发生反应的离子方程式为 B．“酸化”时可以用代替 C．“过滤2“中所得滤液的主要成分为 D．“熔融电解“时加入试剂X为冰晶石，用作催化剂 17．（24-25高一下·福建漳州·期末）下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属镁、铝都可以用电解熔融氯化物方法制得 B．可用铝热反应来冶炼金属镁 C．将金属钠加入溶液中制得金属钛 D．金属银、汞可用热分解法冶炼 18．（24-25高一下·内蒙古赤峰·期末）金属钛用途广泛。一种从海水中提取Mg和，并联合使用金红石(主要成分)冶炼金属钛的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)加入试剂①后，能够分离得到沉淀的操作是_______(填操作名称)。 (2)沉淀中混有少量，可选用试剂_______(填字母)除去。 a.NaOH溶液　　    b.溶液　　　c.溶液 (3)试剂②为_______。 (4)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为_______。 (5)反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是_______。 (6)不同温度下，反应②中钛提取率随时间变化曲线如图，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为_______℃、_______min。 19．（24-25高一下·四川资阳·期末）海水是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图。 (1)粗盐中的、、，需要加入①过量的溶液  ②过量的溶液  ③过量的饱和溶液，静置过滤后经过调值、加热即可获得精盐溶液。三种溶液加入顺序不合理的是_______。(填字母) A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③②① (2)反应I、II中属于放热反应的是_______(填“I”或“II”)。 (3)过程III中包含了制备溶液、晶体、无水等。工业上冶炼金属镁采用的是_______(填字母)，反应的化学方程式为_______。 A．电解法　　　B．热还原法　　　C．富集法　　　D．铝热法 (4)被水溶液吸收时发生的离子方程式是_______，反应IV、V、VI中溴元素被氧化的有_______。(填“IV”“V”或“VI”) (5)从海水中提取硼酸()已经被化学工作者广泛关注。已知硼酸结构、性质与相似，写出硼酸与NaOH溶液反应的化学方程式_______。 思维拔高 20．（24-25高一下·安徽合肥·期末）海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。 请回答下列问题： (1)请列举海水淡化的一种方法：_____。 (2)步骤Ⅰ中，粗盐中含有、、等杂质离子，精制时常用的试剂有：①稀盐酸；②氯化钡溶液；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序正确的是_____（填字母）。 A．①②③④ B．②③④① C．④②③① D．③④②① (3)步骤Ⅱ已经获得，步骤Ⅲ又将还原为，其目的是_____。在该过程中可以采用通入空气吹出溴的原因是_____（填标号）。 A．溴的氧化性较强        B．溴的熔点较低 C．溴的挥发性较强        D．溴在水中的溶解度较低 (4)写出步骤Ⅲ反应的离子方程式_____。 (5)写出工业用电解熔融氯化镁制金属镁的化学方程式_____。 21．（25-26高一下·辽宁锦州·期中）海洋资源的利用具有广阔前景。回答下列问题： Ⅰ．从海带中提取碘单质 (1)“灼烧”过程需要用到的仪器为酒精灯、三脚架、泥三角、___________，“操作X”的名称为___________。 (2)若试剂a选择(已知生成)，该步反应的离子方程式为___________。 (3)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在操作___________(填序号)中实现与碘的分离。 Ⅱ．从海水中提取Mg和，并联合用金红石(主要成分)冶炼金属钛，其主要工艺流程如下。 回答下列问题： (4)从试剂①选择下列___________(填序号)最经济。 a．NaOH溶液    b．石灰乳    c．氨水 (5)由溶液制备的具体步骤为___________、___________过滤、洗涤、干燥。 (6)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为___________。 (7)反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是___________。 22．（24-25高一上·湖南永州·期末）矿产资源、生物资源等是人类社会发展不可或缺的自然资源。 Ⅰ．一种以铝土矿（主要成分是，含有、、MgO等杂质）为原料生产铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“步骤Ⅱ”的操作名称为______。 (2)固体D的成分______（填化学式）。 (3)写出“步骤Ⅲ”中生成的离子反应方程式_______。 (4)请推测上述步骤中哪一步转化过程消耗的能量最多，并说明理由_______。 Ⅱ．从海带中提取的一种工艺流程如下： 已知：。 (5)“步骤④”中反应的离子方程式为_______；该步骤中的也可用替代，但需要控制的用量。不足或过量都会导致的质量减少，请解释原因_______。 (6)“步骤⑤”是往含的水溶液中加入有机试剂提取。可选用的试剂为______。 a．苯        b．四氯甲烷        c．酒精 23．（25-26高一下·北京·期中）工业上以铝土矿(主要成分为，含有少量、MgO和)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下： 结合上述工艺流程，回答下列问题。 (1)沉淀A的成分为_______，加盐酸时发生反应的离子方程式_______。 (2)往溶液A中通入氯气时反应的离子方程式_______。 (3)溶液B中含有，生成的离子方程式_______。 (4)利用复分解反应原理，写出溶液B中通入过量发生反应的离子方程式_______。 (5)若100.0 kg铝土矿最终得到产品金属Al是40.5 kg，不考虑制备过程中铝元素的损失，则在铝土矿中的质量百分数为_______(保留小数点后1位)。 10 / 43 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 化学与可持续发展 重点一 金属的冶炼 1．金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活动性顺序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法 2．常见金属的冶炼(用化学方程式表示) 【易错题型】 常见几种金属的冶炼误区 (1)用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 (1)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。 (3)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 3．铝热反应：铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的，化学方程式为：。 铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。 重点二 铝土矿提取铝 1．铝土矿提取铝的流程 方案一：碱溶法 方案二：酸溶法 重点三 海水提镁 1．海水中镁的提取 （1）主要流程： （2）主要化学反应 制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2； 沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2=Mg(OH)2＋Ca2＋； 制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； 电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 重点四 海水提溴、提碘 1．海水提溴 （1）主要流程： 海水中提取溴单质，在浓缩后的海水中通入氯气，发生反应Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2，然后在溶液中鼓入热空气或水蒸气利用溴单质易挥发的性质将其蒸出；蒸出的溴单质用二氧化硫水溶液吸收，发生反应：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4，该操作可实现溴的富集；在反应后的溶液中再次通入氯气，发生反应：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2，溶液经分离得到液溴； （2）有关反应的化学方程式：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2、Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4、Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2。 2．海水提碘 （1）主要流程： 干海带灼烧（坩埚），海带灰浸泡后含碘物质以碘离子形式进入溶液中，过滤不溶杂质，在滤液中通入氯气或加双氧水，将溶液中碘离子氧化成碘单质，有关反应：Cl2＋2I－= 2Cl- + I2或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2，反应后溶液经过滤、提纯得到碘单质。故答案为：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2；Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4；Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2；Cl2＋2I－= 2Cl- + I2；H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2。 （2）有关反应的化学方程式：Cl2＋2I－= 2Cl- + I2或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2 重点五 煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 干馏 概念 把煤隔绝空气加强热使之分解的过程(工业上也叫煤的焦化) 主产品 焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气(H2、CH4、CO) 气化 概念 把煤转化为CO和H2的过程 主反应 C+H2O(g)CO+H2 液化 直接液化 煤+H2―→液体燃料 间接液化 煤CO和H2甲醇    2． 天然气的组成及其综合利用 天然气是一种清洁的化石燃料。 3．石油的综合利用 分馏 原理 根据石油中各种烃的沸点不同进行分离 目的 获得汽油、煤油、柴油等碳原子少的轻质油 裂化 原理 将含原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃 目的 提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量 裂解 原理 是深度裂化，即在更高温度下将轻质油转化为碳原子更少的气态烃 目的 获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料 重整 原理 在加热和催化剂存在下，通过结构的重新调整，使链烃转化为环烃 目的 获得苯、甲苯、二甲苯等轻芳烃 金属的冶炼 【典例1】（24-25高一下·河北保定·期末）下列关于金属冶炼的说法中正确的是 A．电解饱和食盐水制取钠 B．热还原法制取汞、银 C．利用铝热反应制取铬、锰 D．利用热分解法制取铜 【答案】C 【详解】A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，无法制取金属钠；钠需通过电解熔融氯化钠获得，A错误； B．利用热分解法制取汞、银，即加热氧化汞分解制取汞，加热氧化银分解制取银，B错误； C．铝是较活泼的金属，具有较强的还原性，可利用铝热反应制取钒、铬、锰，C正确； D．利用热还原法制取铜，即用一氧化碳或氢气还原氧化铜制取铜，D错误； 故选C。 【即时检测1-1】（24-25高一下·四川眉山·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．HgO受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 【答案】B 【详解】A．HgO受热易分解生成Hg和O2，工业上可用热分解法冶炼汞，A正确； B．工业上制金属钠需电解熔融NaCl，B错误； C．铁的冶炼通过CO还原Fe2O3生成Fe和CO2，属于还原法，C正确； D．铝热反应中铝作为还原剂，可置换出比其不活泼的金属（如Fe、Cr等），D正确； 故选B。 【即时检测1-2】（25-26高一下·福建福州·期中）工业上制备下列金属，采用的化学反应原理正确的是 A．锰： B．镁： C．铝： D．汞： 【答案】A 【详解】A．锰为中等活泼金属，铝的还原性强于锰，可通过铝热反应冶炼锰，该反应原理正确，A正确； B．MgO熔点极高，电解熔融MgO能耗过大，工业上采用电解熔融MgCl2的方法制备镁，B错误； C．AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，无法电解，工业上采用电解熔融Al2O3（加冰晶石降低熔点）的方法制备铝，C错误； D．工业上冶炼汞通常是在空气中煅烧硫化汞（辰砂），反应为：，D错误； 因此答案选A。 铝土矿提取铝 【典例2】（24-25高一下·河北·期末）铝元素是地壳中含量最多的金属元素，主要以铝土矿形式存在(主要成分，杂质为、等)。从铝土矿中提取铝的工艺流程如图所示： 下列说法正确的是 A．滤渣的主要成分是 B．“碱溶”后溶液中主要含有的阳离子为、 C．“灼烧”后的固体产物具有高熔点，可用作阻燃剂 D．“熔融电解”添加冰晶石，目的是增强导电性 【答案】C 【分析】铝土矿形式存在(主要成分，杂质为、等)，加入NaOH进行“碱溶”， “碱溶”时，发生反应，、不与溶液反应，过滤，滤渣主要为、，通入CO2进行“酸化”，发生反应，得到，灼烧，分解得到，电解熔融状态下的制得，据此回答。 【详解】A．能与溶液反应，、不与溶液反应，滤渣主要为、，A错误； B．“碱溶”时，，溶液中主要含有的阳离子为，B错误； C．“酸化”的离子方程式为，受热分解，生成水和高熔点的，常用作阻燃剂，C正确； D．“熔融电解”添加冰晶石目的是降低的熔点，D错误； 故选C。 【即时检测2-1】（24-25高一下·黑龙江牡丹江·期末）工业上制备下列物质的生产流程或原理不合理的是 A．工业制备乙烯：石油的裂解 B．工业冶炼：(熔融)2Na+Cl2↑ C．工业制乙醇： D．工业制铝：铝土矿NaAl(OH)4AlCl3溶液AlCl3固体Al 【答案】D 【详解】A．石油裂解是工业制乙烯的主要方法，A正确； B．钠为活泼金属，通过电解熔融NaCl制得，B正确； C．工业制乙醇，利用乙烯和水催化加成得到乙醇，C正确； D．AlCl3为共价化合物，熔融不导电，正确流程应电解Al2O3，D错误； 故选D。 【即时检测2-2】 （25-26高一下·福建福州·期中）利用铝土矿（主要成分为，含、等杂质）冶炼铝的主要流程如下： 已知在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述不正确的是 A．操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤” B．通入过量时，发生反应 C．冰晶石可降低的熔点，可用作电解铝工业的助熔剂 D．熔点低，可代替用于工业电解铝的原料 【答案】D 【分析】铝土矿加氢氧化钠溶液溶解，经操作Ⅰ即过滤得到含Na[Al(OH)4]的滤液，滤液中通过量二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀，经操作Ⅱ即过滤得到氢氧化铝沉淀，经操作Ⅲ即灼烧，使氢氧化铝分解生成氧化铝，电解熔融的氧化铝可得铝； 【详解】A．操作Ⅰ、Ⅱ均为固液分离，为过滤操作，A正确； B．Na[Al(OH)4]溶液中通过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，B正确； C．的熔点相当高，使其熔化需消耗大量能量，则加入冰晶石的目的主要是降低的熔融温度，减少冶炼过程中的能耗，C正确； D．熔融状态不能电离出铝离子，不能代替用于工业电解铝的原料，D错误； 故选D。 海水提镁 【典例3】（24-25高一下·安徽芜湖·期末）下图为海水综合利用的工业流程图。下列说法正确的是 A．过程④的吸收液可换成饱和溶液 B．在过程③或⑤中，每还原均需消耗 C．过程②获取产品的过程中能量转化方式均为化学能转化为电能 D．过程①的提纯过程加入的药品顺序为： 【答案】A 【分析】海水蒸发溶剂得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐；母液加石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁和酸反应生成氯化镁，最终制得镁，母液通入氯气氧化溴离子为溴单质，被二氧化硫吸收后发生氧化还原反应生成溴化氢，富集溴元素，通入氯气氧化溴化氢为溴单质得到高浓度的溴。 【详解】A. 吸收的原理是，饱和溶液具有还原性，也能与发生氧化还原反应，从而吸收，所以过程④的吸收液可换成饱和溶液，A正确； B. 根据反应，每氧化需消耗，但题中未说明所处的状况（标准状况），无法根据(在标准状况下=)计算的体积，B错误； C．过程②获取产品Mg是通过电解无水MgCl2，此过程是电能转化为化学能，而不是化学能转化为电能，C错误； D．过程①中，若按照NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、盐酸的顺序加入药品，过量的BaCl2无法被除去，因为后面加入的Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入，无法除去过量的Ba2+，正确的顺序应该是BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸，D错误； 故选A。 【即时检测3-1】（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）下列物质的生产流程合理的是 A．海带提碘：碘的四氯化碳溶液含、溶液含的悬浊液 B．海水提镁： C．工业制硫酸： D．海水制溴： 【答案】D 【详解】A．碘单质与浓NaOH溶液反应，产生I-、IO，故A不符合题意； B．海水提镁流程中，电解MgCl2溶液无法得到金属Mg，需电解熔融无水MgCl2，流程错误，故B不符合题意； C．工业制硫酸的第一步应为黄铁矿煅烧生成SO2而非S，后续步骤描述错误，故C不符合题意； D．海水制溴流程：Cl2氧化Br-→吹出Br2→SO2吸收→Cl2再氧化，步骤完整合理，故D符合题意； 故选D。 【即时检测3-2】（24-25高一下·广东云浮·期末）从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑦电解时阴极产生氯气 C．步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作 D．步骤⑤的化学反应属于复分解反应 【答案】B 【分析】贝壳煅烧得到生石灰，生石灰加适量水反应得到石灰乳，海水经结晶、过滤得到粗盐和母液；母液中加入石灰乳、过滤得到氢氧化镁，氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液，氯化镁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到六水氯化镁，六水氯化镁在氯化氢氛围中加热脱水制得无水氯化镁，电解熔融氯化镁制得金属镁。 【详解】A．据分析，所用原料有贝壳、海水、盐酸等，则用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富，A不符合题意； B．步骤⑦电解时阴极产生镁，阳极产生氯气，B符合题意； C．步骤④加入石灰乳后反应生成氢氧化镁沉淀，并进行过滤操作分离出，C不符合题意； D．步骤⑤的化学反应为氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液，属于复分解反应，D不符合题意； 故选B。 海水提溴、提碘 【典例4】（25-26高一下·广东中山·期中）按照要求回答下列问题。 Ⅰ．海洋是巨大的资源宝库，回答以下问题。 (1)请列举除蒸馏法外海水淡化的一种方法：___________。 (2)步骤Ⅰ中，粗盐中有、、等杂质离子，精制时常选用___________(填化学式)溶液除去粗盐水中的。实验过程中判断是否沉淀完全的实验方案是___________。 (3)写出步骤Ⅲ反应的离子方程式___________。除外，还可以用溶液吸收溴，其主要反应是(未配平)，吸收时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 (4)工业上，下列金属的冶炼方法和冶炼镁的方法相同的是___________(填标号)。 A．铜 B．银 C．铁 D．铝 Ⅱ．海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示： (5)实验步骤①会用到下列仪器中的___________(填字母) A．酒精灯 B．漏斗 C．坩埚 D．泥三角 (6)步骤④中反应的离子方程式为___________。 (7)海带灰中含有硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤___________(填序号)中实现与碘分离。 Ⅲ．现有下列各组物质：①石墨烯与金刚石、②乙醇与丙三醇、③与、④与、⑤淀粉和纤维素、⑥与 用数字序号回答下列问题： (8)互为同分异构体的是___________；互为同系物的是___________；属于同一种化合物的是___________； (9)的二氯代物有___________种。 【答案】(1)反渗透法、电渗析法或离子交换法 (2) 沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2～3滴溶液，若溶液不出现浑浊，则表明已沉淀完全，若出现浑浊，则未沉淀完全 (3) 5：1 (4)D (5)ACD (6) (7)⑤ (8) ④ ⑥ ③ (9)6 【详解】（1）海水淡化的方法还有反渗透法、电渗析法或离子交换法； （2）除去，需要加入含的试剂，且不能引入其他的阴离子，因此常用溶液，判断是否沉淀完全的实验方案是沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2～3滴溶液，若溶液不出现浑浊，则表明已沉淀完全，若出现浑浊，则未沉淀完全； （3）步骤Ⅲ中，被还原，离子方程式：；用溶液吸收溴，发生反应为(未配平)，反应中氧化剂：，每个原子得1个电子，5 mol Br被还原，还原剂：，每个原子失5个电子，1 mol Br被氧化，吸收3 mol时，氧化剂与还原剂物质的量之比为5:1； （4）镁是活泼金属，工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼； A．铜选择热还原法；B．银使用热分解法；C．铁使用热还原法；D．铝：电解熔融氧化铝，因此选D； （5）灼烧固体需要用到：酒精灯、坩埚、泥三角、三脚架，不需要漏斗，因此选择ACD； （6）酸性条件下，氧化为，离子方程式为； （7）硫酸盐、碳酸盐易溶于水，碘离子也溶于水，但后续步骤⑤中，用萃取法萃取碘单质时，无机盐留在水层，碘进入有机层，实现分离； （8）①石墨烯与金刚石：同种元素形成的不同单质，同素异形体；②乙醇与丙三醇：官能团数目不同，不是同系物；③两个结构完全相同，只是书写方式不同，同一种化合物；④两者结构不同，同分异构体；⑤淀粉和纤维素：n值不同，分子式不同，不是同分异构体；⑥与：结构相似，相差1个，同系物；因此互为同分异构体的是④；互为同系物的是⑥；属于同一种化合物的是③； （9） 的二氯代物分为两种，一是：两个氯在同一个C上：；二是：两个氯不在同一个C上:：、、、、，因此一共为6种。 【即时检测4-1】（24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯·期末）海洋是巨大的资源宝库，人类可以从海洋中获取多种化工原料。回答下列问题： Ⅰ．海水提镁 已知：苦卤是海水经蒸发浓缩析出食盐后所得的母液，主要含有KCl、、和KBr等。 (1)操作1的名称为_______。 (2)考虑到节约成本，试剂1最好选用_______(填字母，下同)；试剂2应选用_______；电解无水氯化镁的化学方程式为_______。 A．稀盐酸    B．石灰乳    C．稀硫酸    D．NaOH (3)苦卤也可以用于提取。提取时，往苦卤中通入氯气，再用热空气吹出。 ①通入氯气时，发生置换反应的离子方程式为_______。 ②通入热空气可以吹出的原因是_______。 Ⅱ．海带提碘 (4)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为_______。 【答案】(1)过滤 (2) B A (3) 具有挥发性 (4) 【分析】海水蒸发结晶后，获得粗盐和苦卤；往苦卤中加入Ca(OH)2，可将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，加盐酸溶解后再蒸发结晶，可获得氯化镁晶体，在HCl气流中加热晶体，可得到无水MgCl2，熔融电解便可获得Mg。海带灰浸泡后过滤分离含碘离子滤液，加入稀硫酸、过氧化氢氧化碘离子生成碘单质，加入四氯化碳萃取后处理得到碘单质。 【详解】（1）操作1为分离粗盐和苦卤的操作，为固液分离操作，名称为过滤； （2）要使氯化镁变成氢氧化镁沉淀，需要加入碱性物质，但氢氧化钠太贵且碱性太强，故选用石灰乳；试剂2使得氢氧化镁转化为氯化镁且不引入其它杂质，应该选稀盐酸；答案为B；A； （3）①通入氯气时，发生置换反应为氯气和溴离子生成氯离子和溴单质，离子方程式为； ②通入热空气可以吹出的原因是具有挥发性，能随热空气逸出； （4）“氧化”步骤发生反应为碘离子被硫酸酸化的H2O2溶液氧化为碘单质，离子方程式为。 【即时检测4-2】（24-25高一下·江西景德镇·期末）海洋是一个巨大的资源宝库，从海水中不仅可以获得氯碱工业的原料——氯化钠，还可提取溴、碘、镁、钾等多种物质。请回答下列问题： I．从海水中提取粗盐、溴、镁，具体流程如下： (1)采用晒盐后的卤水提溴而不是直接使用海水，原因是___________。 (2)提镁“沉淀”环节发生反应的离子方程式为___________。 (3)工业制取Mg的化学方程式是___________。 (4)关于卤水提取的先后顺序，有人提出不同观点： 甲：先用卤水提取溴单质，剩余液1用于提取镁单质。 乙：先用卤水提取镁单质，剩余液2用于提取溴单质。 判断哪种方案更佳___________，并简述理由___________。 Ⅱ．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题： (5)实验步骤③会用的玻璃仪器是___________。 (6)步骤⑥是将富集在中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，方程式为，接下来步骤⑦发生的离子方程式为___________。 (7)已知：溶液的浓度越大吸光度越大。用色度计测得溶液的吸光度后，利用以溶液吸光度为纵坐标、碘浓度为横坐标的标准曲线图，可以得出被测溶液浓度其结果如图所示。海带灼热(灰化)时间超过40min，测得碘的含量逐渐降低，原因是___________。 【答案】(1)浓度低、提取效率低 (2) (3) (4) 甲 避免碱液的额外消耗 (5)漏斗、烧杯、玻璃棒 (6) (7)被氧化成，温度过高，升华造成碘元素流失 【分析】I．海水晒盐后得到粗盐和卤水，卤水中含浓度较大的溴离子和镁离子，卤水中通入足量氯气，将溴离子氧化为溴单质，再用热空气将溴单质吹出，吹出的溴单质经一系列处理得到液溴；卤水中加足量石灰乳，将镁离子转化为氢氧化镁沉淀，过滤后，再经盐酸中和，蒸发、结晶，然后脱水得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁单质； Ⅱ．海带中含有碘元素，海带经过灼烧，经水浸泡，水溶液中含有碘离子，碘离子在酸性条件下与过氧化氢反应生成碘单质，因为四氯化碳不溶于水，碘在四氯化碳中溶解度比在水中溶解度大，四氯化碳也不与碘单质发生反应，所以最终用四氯化碳萃取碘，获取碘单质，而后再加入氢氧化钠与碘单质反应，分液后得到含有碘离子和碘酸根的水溶液，完成富集溴元素，再加入浓硫酸得到碘单质的悬浊液，最终得到碘单质。 【详解】（1）海水中的浓度低，直接提取效率低，因此一般采用晒盐后的卤水为原料进行提溴。 （2）提镁“沉淀”环节中，Mg2+和石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为：。 （3）工业利用电解熔融氯化镁来制取Mg，反应为：。 （4）甲方案更佳，若先提取镁，卤水中再加入过量石灰乳后，卤水中会残留较多，氯气能与氢氧化钙反应，避免消耗更多Cl2。 （5）步骤③从海带悬浊液中得到含有碘离子的水溶液，因此为过滤，用到的仪器是：漏斗、烧杯、玻璃棒。 （6）由题干可知步骤⑦中生成了碘单质，反应为：。 （7）在空气中灼烧时间过长，碘离子会被空气中氧气氧化成碘单质，碘单质在高温作用下升华，导致碘元素流失。 煤、石油和天然气的综合利用 【典例5】（24-25高一下·河南南阳·期末）煤、石油和天然气仍是人类重要的能源和化工原料，下列说法正确的是 A．天然气的主要成分为，高分子材料能以煤、石油等为主要原料进行生产 B．煤的气化是将煤隔绝空气加热到一定温度得到气体燃料的过程 C．煤的干馏是指将煤在空气中加强热使之分解的过程，它属于化学变化 D．石油经分馏得到的轻质液体燃料产量较低，需要通过裂解将重油变为汽油 【答案】A 【详解】A．天然气的主要成分是CH4，高分子材料如塑料、合成纤维等可通过石油化工（如裂解产物）或煤化工（如煤焦油提取物）生产，A正确； B．煤的气化是煤与气化剂（如氧气、水蒸气）在高温下反应生成CO、H2等气体，而非单纯隔绝空气加热，此描述实为煤的干馏，B错误； C．煤的干馏需隔绝空气加强热分解，若在空气中加热会导致燃烧而非分解，描述条件错误，C错误。 D．石油分馏所得轻质燃料产量低，需通过裂化（非裂解）将重油转化为汽油；裂解主要用于生产小分子烯烃（如乙烯），D错误； 故选A。 【即时检测5-1】 （24-25高一下·北京·期末）下列说法不正确的是 A．煤的气化、煤的液化和煤的干馏都是化学变化 B．石油的分馏和石油的裂化裂解都是物理变化 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．以煤、石油和天然气为原料可获得塑料、合成纤维和合成橡胶等材料 【答案】B 【详解】A．煤的气化、液化和干馏均涉及化学反应，生成新物质，属于化学变化，A正确； B．石油分馏是物理变化，但裂化和裂解是通过分解大分子烃生成小分子烃的化学变化，B错误； C．天然气主要成分为甲烷，燃烧产物污染较少，属于清洁化石燃料，C正确； D．煤、石油、天然气通过化学加工可制得塑料、合成纤维和合成橡胶，D正确； 答案选B。 【即时检测5-2】 （24-25高一下·海南海口·期末）人类早期以柴薪为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。下列有关能源的叙述错误的是 A．烧柴能量利用率低 B．重油通过裂化可获得汽油 C．煤的液化为物理变化 D．天然气是一种清洁的化石燃料 【答案】C 【详解】A．烧柴就是柴草直接燃烧，热量散失多，能量利用率低，A正确； B．重油通过裂化反应分解为小分子烃（如汽油），B正确； C．煤的液化分为直接液化和间接液化，过程中需通过化学反应（如加氢分解或合成）生成液体燃料，属于化学变化，C错误； D．天然气主要成分为甲烷，燃烧产物为CO2和H2O，产物污染少，所以天然气是清洁的化石燃料，D正确； 答案选C。 夯实基础 1．（24-25高一下·江西·期末）除了金、铂等极少数金属，绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。下列有关金属冶炼的说法错误的是 A．工业上常电解熔融的MgCl2冶炼金属镁： B．工业上冶炼金属铝常用的方法：： C．工业上可直接加热HgO冶炼Hg： D．工业上常利用铝热反应大规模冶炼铁： 【答案】D 【详解】A．工业上电解熔融MgCl2冶炼镁，因Mg活泼需电解其熔融氯化物，A正确； B．电解Al2O3时加入冰晶石降低熔点，符合工业炼铝方法，B正确； C．HgO受热易分解为Hg和O2，Hg不活泼可直接热分解，C正确； D．工业炼铁主要用CO还原Fe2O3，铝热反应成本高，仅用于特殊场景，大规模冶炼铁错误，D错误； 故选D。 2．（24-25高一下·天津南开·期末）下列关于金属冶炼方法的说法错误的是 A．因为氧化铝熔点高，工业上用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝 B．用热还原法冶炼金属铁时，可选用一氧化碳、铝等作还原剂 C．可通过加热氧化汞分解得到金属汞 D．湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜溶液发生置换反应 【答案】A 【详解】A．工业上冶炼铝是电解熔融的氧化铝（加入冰晶石降低熔点），而非氯化铝，因为氯化铝熔融态不导电，A错误； B．热还原法冶炼铁可用CO（如高炉炼铁）或铝（铝热反应）作还原剂，符合实际，B正确； C．氧化汞受热易分解为汞和氧气（），汞的冶炼方法正确，C正确； D．湿法炼铜通过铁置换硫酸铜中的铜（），属于置换反应，D正确； 故选A。 3．（24-25高一下·辽宁辽阳·期末）科学、安全、有效和合理利用自然资源，是当今社会的重要课题。下列说法错误的是 A．要根据金属活泼性选择金属冶炼方法 B．蒸馏法淡化海水成本较高，不宜大规模推广 C．煤的干馏和石油的分馏过程中均会发生化学反应 D．合成药物可以促进人类健康，但不能过度使用 【答案】C 【详解】A．金属的冶炼方法确实依据其活泼性选择，如电解法用于活泼金属，还原法用于中等活泼金属，物理方法用于不活泼金属，A正确； B．蒸馏法需要大量能源，成本高，因此不适合大规模应用，B正确； C．煤的干馏是化学变化，而石油分馏是物理分离过程，未生成新物质，C错误； D．合成药物合理使用有益健康，但过度使用可能产生副作用，D正确； 故答案选C。 4．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）下列有关有机物的说法不正确的是 A．蛋白质遇盐溶液都会发生变性 B．利用煤的干馏可以获得苯等化工原料 C．石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等化工原料 D．塑料、合成纤维、合成橡胶都属于合成有机高分子材料 【答案】A 【详解】A．蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，发生盐析，为可逆过程，而加入重金属盐会使蛋白质变性，A错误； B．煤的干馏是化学变化，通过复杂的化学反应可得到苯等化工原料，B正确； C．石油裂解通过高温使长链烃断裂为乙烯、丙烯等小分子烃，C正确； D．三大合成材料是指塑料、合成橡胶、合成纤维，均为人工合成的有机高分子材料，D正确； 答案选A。 5．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）根据海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是 A．过程①的除杂试剂先后顺序是稀盐酸 B．工业上选用饱和溶液做的沉淀剂 C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题 D．在过程④、⑥反应中每氧化需消耗 【答案】C 【分析】海水蒸发得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐，电解饱和食盐水得到氯气、氢气和NaOH，母液加氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁与盐酸反应后经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作生成MgCl2·6H2O，MgCl2·6H2O在HCl气流中加热生成无水MgCl2，NaBr中通入氯气生成Br2，Br2与SO2水溶液反应生成溴离子，溴离子被氯气氧化生成高浓度的Br2。 【详解】A．过程①中氯化钡须在碳酸钠之前加入，否则无法除去多余的钡离子，同时还需要加入氢氧化钠除去镁离子，A错误； B．氢氧化钙微溶于水，工业上选用石灰乳而非饱和溶液做的沉淀剂，B错误； C．Br2与SO2的水溶液反应生成HBr和H2SO4，两种产物都是强酸，因此反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题，C正确； D．过程④、⑥中反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，每氧化0.4mol溴离子需消耗氯气0.2mol，但是选项中并未说明是标准状况下，无法计算0.2mol氯气的体积，D错误； 故选C。 6．（24-25高一下·四川绵阳·期末）海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 【答案】A 【分析】由流程可知，海水晒盐得到粗盐、淡水和母液；①为粗盐精制，加入试剂的顺序是：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐；第②步中氢氧化镁先与HCl反应生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，在HCl气流中加热防止水解，电解熔融氯化镁制取Mg；第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，以此来解答。 【详解】A．根据分析可知，加入试剂的顺序为：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐，A错误； B．母液中含有，加入石灰乳可生成沉淀，B正确； C．第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，C正确； D．海水淡化有多种方法，主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法，D正确； 故选A。 7．（24-25高一下·湖北武汉·期末）海水化学资源开发利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是 A．可用溶液来鉴别和溶液 B．工业上为了使母液中的完全转化为需加入过量的溶液 C．在步骤③中，可通入使溴离子被氧化为 D．在步骤④中，水溶液吸收后溶液的增大 【答案】C 【分析】海水蒸发溶剂得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐，电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠，工业上制得饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠；母液加碱反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁和酸反应生成氯化镁，制得氯化镁，母液通入氯气氧化溴离子为溴单质，被二氧化硫吸收后发生氧化还原反应生成溴化氢溶液，富集溴元素，通入氯气氧化溴化氢为溴单质得到溴； 【详解】A．在NaHCO3和Na2CO3中加入溶液，现象均为产生白色沉淀，所以不能用鉴别NaHCO3和Na2CO3，A错误； B．应加入过量的溶液使母液中的完全转化为，B错误； C．在步骤③中，可通入使溴离子被氧化为，然后用热空气吹出，C正确； D．步骤④中，SO2水溶液吸收Br2，发生反应的化学方程式为：SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，溶液的酸性增强，pH减小，D错误； 故选C。 8．（24-25高一下·河北沧州·期末）矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 【答案】B 【详解】A．铝热反应利用铝的强还原性，可还原锰的氧化物冶炼金属锰，故A正确； B．金属冶炼方法主要依据金属活动性强弱，而非熔点高低，故B错误； C．湿法炼铜通过Fe与Cu2+反应置换出Cu，故C正确； D．青铜器(铜锡合金)早于铁器，金银因性质稳定更早被使用，故D正确； 答案为B。 8．（24-25高一下·四川凉山·期末）下列说法不正确的是 A．涤纶属于合成纤维 B．非处方药的包装上印有“OTC”标识 C．石油的分馏、煤的液化和气化、煤的干馏都是物理变化，石油的裂化、裂解都是化学变化 D．制取环氧乙烷：符合绿色化学的理念 【答案】C 【详解】A．世界上产量最大的合成纤维是以对苯二甲酸和乙二醇为原料合成得到的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，它是一种高分子材料，PET是涤纶的主要成分，故A正确； B．OTC是非处方药的标志，是Over The Counter的缩写，故B正确； C．石油的分馏是物理变化，煤的液化和气化、煤的干馏、石油的裂化、裂解都是化学变化，故C错误； D．制取环氧乙烷：，原子利用率100%，符合绿色化学的理念，故D正确； 答案选C。 9．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末）下列说法正确的一组是 ①石油裂化的主要目的是制得更多的乙烯等工业原料 ②煤的干馏、气化及液化都是物理变化 ③利用与HCl反应制得CH3CH2Cl，是理想的原子经济性反应 ④丙烯()中最多有7个原子处于同一平面 ⑤CH2Cl2只有一种结构，可说明CH4是正四面体结构 ⑥常温下浓硝酸可以用铝罐储存，说明铝与浓硝酸不反应 A．①③④ B．③④⑤ C．①③⑤ D．②⑤⑥ 【答案】B 【详解】①石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量，获得乙烯等小分子工业原料是石油裂解的主要目的，①错误； ②煤的干馏、气化、液化过程均有新物质生成，都属于化学变化，不是物理变化，②错误； ③乙烯与HCl发生加成反应，产物只有氯乙烷，原子利用率100%，属于理想的原子经济性反应，③正确； ④丙烯中碳碳双键为平面结构，甲基的C-C单键可旋转，甲基中最多有1个H能旋转到双键平面内，总共有3个C+双键上3个H+甲基中1个H共7个原子，最多7个原子共平面，④正确； ⑤若甲烷是平面正方形结构，二氯甲烷会有2种结构，二氯甲烷只有一种结构，可证明甲烷是正四面体结构，⑤正确； ⑥常温下铝遇浓硝酸生成致密氧化膜阻止后续反应而钝化，不是不反应，⑥错误； 综上所述，正确的是③④⑤，答案选B。 10．（24-25高一下·湖南长沙·期末）如图为海水综合利用的工业流程图，已知：受热生成和HCl气体等。下列说法正确的是 A．在过程③或⑤反应中每氧化0.2mol需消耗标准状况下2.24L B．在过程②中将灼烧即可制得无水 C．过程④反应后溶液呈弱酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题 D．粗盐中的、、可以分别加入溶液、溶液、NaOH溶液后过滤，在滤液中加盐酸调可得到纯净的氯化钠溶液 【答案】A 【分析】海水蒸发得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐，电解饱和食盐水得到氯气、氢气和NaOH，母液加氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁与盐酸反应后经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作生成MgCl2·6H2O，MgCl2·6H2O在HCl气流中加热生成无水MgCl2，NaBr中通入氯气生成Br2，Br2与SO2水溶液反应生成溴离子，溴离子被氯气氧化生成高浓度的Br2。 【详解】A．过程④、⑥中反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，每氧化0.2mol溴离子需消耗氯气0.1mol，标况下0.1mol氯气的体积为2.24L，A正确； B．镁离子会水解，故过程②需要在HCl气流中加热使MgCl2·6H2O失去结晶水生成无水MgCl2，B错误； C．Br2与SO2的水溶液反应生成HBr和H2SO4，两种产物都是强酸，因此反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题，C错误； D．溶液需在溶液之前加入，否则过量的钡离子无法除去，会引入新的杂质，D错误； 故选A。 11．（24-25高一下·甘肃天水·期末）从海水中提取镁的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑦电解溶液可得到Mg和 C．步骤④加入石灰乳后可以再次进行过滤操作 D．步骤⑤的化学反应属于复分解反应 【答案】B 【分析】海水结晶、过滤得母液，贝壳分解生成氧化钙，溶于水得到石灰乳，将石灰乳加到母液中沉淀镁离子，过滤得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解，通过蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体，脱水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁制备镁； 【详解】A．海水储量大，提取镁的原料来源丰富，A正确； B．步骤⑦电解熔融可得到Mg和，电解氯化镁溶液不能得到镁，B错误； C．步骤④加入石灰乳后生成氢氧化镁沉淀，过滤分离出氢氧化镁固体，C正确； D．步骤⑤氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，是复分解反应，D正确； 故选B。 12．（24-25高一下·贵州贵阳·期末）铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，经过下列工艺可以冶炼金属铝： 回答下列问题： (1)Al3+的结构示意图为_______。 (2)操作1的名称是_______，浸渣的主要成分是_______(填化学式)。 (3)生成滤渣1的离子方程式_______。 (4)不能用H2SO4代替CO2的原因是_______。 (5)工业上，下列金属的冶炼方法与Al相同的是_______(填序号)。 ①Na                ②Mg                ③Hg                ④Au (6)若用2吨含氧化铝40%的铝土矿进行冶炼，最终得到108kg金属铝，则铝的产率为_______%(保留1位小数)。 【答案】(1) (2) 过滤 SiO2 (3) (4)使用过量H2SO4会溶解生成的Al(OH)3 (5)①② (6)25.5 【分析】铝土矿的主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2等，铝土矿中加入稀硫酸，Al2O3、Fe2O3分别和稀硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁，SiO2不溶于稀硫酸，过滤后得到的浸渣为SiO2，溶液1中含有硫酸铝、硫酸铁、稀硫酸，向溶液1中加入过量NaOH溶液，硫酸铝、硫酸铁、稀硫酸分别和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]、Fe(OH)3、Na2SO4，过滤后得到的滤渣1为Fe(OH)3，溶液2中含有过量的NaOH、Na[Al(OH)4]、Na2SO4，溶液2中通入过量的CO2得到Al(OH)3，同时生成NaHCO3，继续过滤分离，滤渣2为Al(OH)3，加热分解得Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al。 【详解】（1） Al3+的结构示意图为； （2）由上述分析可知，操作1的名称是过滤，浸渣的主要成分是SiO2； （3）滤渣1为Fe(OH)3，生成滤渣1的离子方程式为； （4）因为使用过量H2SO4会溶解生成的Al(OH)3，所以不能用H2SO4代替CO2； （5）①Na和②Mg都是活泼金属，用电解法冶炼，与冶炼Al相同；③Hg采用热分解法冶炼，④Au采用富集法或其他化学方法冶炼，符合的是①②； （6）根据铝元素的质量守恒计算：2吨含氧化铝40%的铝土矿中含铝元素的质量为2000kg423.5kg，最终得到108kg金属铝，则铝的产率为25.5%。 13．（24-25高一下·湖南衡阳·期末）海洋是巨大的资源宝库，从海水中提取若干种化学物质的流程图如图所示。回答下列问题： I.海水制盐。 (1)海水淡化的方法主要有_______、电渗析法和反渗透法等。 (2)粗盐精制的过程中，为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和，下列试剂的加入顺序为_______④(填标号)。 ①Na2CO3溶液        ②NaOH溶液        ③BaCl2溶液        ④稀盐酸 Ⅱ.海水提镁。 (3)试剂X最好选用_______(填标号)。 A．MgCl2 B．Ca(OH)2 C．MgSO4 D．NaOH (4)由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为_______。 Ⅲ.海水提溴的生产工艺如图所示。 (5)流程中可用热空气吹出溴是利用溴_______的性质。 (6)“吸收塔”内发生反应的离子方程式为_______。 (7)海水中的Br经过氧化、吹出、吸收可实现_______的目的。 【答案】(1)蒸馏法 (2)③②①(或③①②或②③①) (3)B (4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (5)易挥发 (6) (7)富集溴元素 【分析】I.由流程可知，海水中得到粗盐、淡水、母液，在母液中加入熟石灰得到氢氧化镁沉淀，氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，在HCl气流中加热防止水解，电解熔融氯化镁制取Mg； Ⅱ．海水提溴，向浓缩海水中加酸并通入氯气，氯气与溴离子反应生成单质溴；使用热空气吹出溴蒸气；通入二氧化硫、加水，溴单质变成含溴离子的溶液；再向含溴离子的溶液中通入氯气，得到含溴单质的浓溶液，蒸馏冷凝，最终得到液溴； 【详解】（1）蒸馏法、电渗析法和反渗透法等可以从海水中获取淡水，是海水淡化的主要方法； （2）选除去镁离子，选氯化钡除去硫酸根离子，选碳酸钠除去过量钡离子及钙离子，过滤后加盐酸至中性，蒸发结晶分离出，为除掉过量的钡离子，碳酸钠需在氯化钡之后，则加入沉淀剂的顺序为③②①④(或③①②④或②③①④)； （3）由分析可知，在母液中加入碱可得到氢氧化镁沉淀，熟石灰较氢氧化钠便宜，因此试剂X最好选用B； （4）工业上电解熔融氯化镁制取Mg，化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑； （5）用热空气将溴吹出富集，是利用了溴易挥发的性质； （6）“吸收塔”内，二氧化硫的水溶液与溴单质反应，溴单质转化为溴离子，离子方程式为：； （7）流程中将海水中的Br-经过氯气氧化、吹出，再用二氧化硫还原吸收可实现富集溴元素的目的。 综合运用 14．（24-25高一下·辽宁·期末）海洋是巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是 A．②精制加入试剂的顺序为、、、 B．③硫酸酸化的目的是抑制氯气、溴和水反应 C．⑤通入氯气后，操作1的名称是分液 D．⑥加入生石灰时离子反应为 【答案】B 【分析】从海水中提取的粗盐中主要成分是氯化钠，还含有、、等杂质，除去以上杂质可制得精盐；母液中还可提取溴、镁，海水提溴时，通入硫酸酸化再通入氯气先将溴离子氧化为溴单质，再通热空气将溴单质吹出，然后用SO2水溶液将其还原为溴离子，以上为富集溴离子的过程，最后再通入氯气将溴离子氧化为溴单质，从海水中提镁时加入生石灰先将镁离子沉淀为氢氧化镁，再加盐酸得到氯化镁溶液，通过浓缩蒸发，冷却结晶过滤洗涤得到氯化镁晶体六水合氯化镁晶体，据此分析； 【详解】A．杂质离子SO、Ca2＋、Mg2＋等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液，所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，A错误； B．氯、溴和水反应生成盐酸和氢溴酸，均是可逆反应，向母液中加入稀硫酸酸化，可以抑制氯、溴和水反应，B正确； C．⑤通入氯气后，操作1的名称是蒸馏，再冷凝，得到溴单质，C错误； D．⑥生石灰是CaO，离子反应为，D错误； 故选B。 15．（24-25高一下·四川成都·期末）工业上制备下列物质的生产流程合理的是 A．工业制硝酸： B．工业生产高纯硅： C．工业制硫酸： D．由铝土矿(主要成分：)冶炼铝： 【答案】B 【详解】A．工业制硝酸的正确流程是，而非，A错误； B．石英砂与焦炭高温制粗硅，粗硅与生成，再与反应得高纯硅，流程合理，B正确； C．工业制硫酸需将催化氧化为，再用浓硫酸吸收，而非直接用溶液氧化，C错误； D．铝冶炼应电解熔融，为共价化合物，熔融不导电，无法电解，D错误； 故答案选B。 16．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）工业上常以铝土矿(主要成分为，含少量)为原料冶炼金属铝，其工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．“溶解”时发生反应的离子方程式为 B．“酸化”时可以用代替 C．“过滤2“中所得滤液的主要成分为 D．“熔融电解“时加入试剂X为冰晶石，用作催化剂 【答案】A 【分析】铝土矿主要成分为，含少量，铝土矿加氢氧化钠“溶解”，氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，不溶于氢氧化钠溶液，过滤1分离出，滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤2分离出氢氧化铝，氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝。 【详解】A．“溶解”时氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，发生反应的离子方程式为，故A正确； B．氢氧化铝可溶于硫酸，“酸化”时不能用代替，故B错误； C．四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，“过滤2”中所得滤液的主要成分为NaHCO3，故C错误； D．“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石，用于降低氧化铝的熔点，故D错误； 选A。 17．（24-25高一下·福建漳州·期末）下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属镁、铝都可以用电解熔融氯化物方法制得 B．可用铝热反应来冶炼金属镁 C．将金属钠加入溶液中制得金属钛 D．金属银、汞可用热分解法冶炼 【答案】D 【详解】A．铝不能通过电解熔融氯化物制得，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，工业上电解的是Al2O3；镁可通过电解熔融MgCl2制得，A错误； B．铝热反应用于冶炼比铝不活泼的金属，而镁的金属活动性强于铝，铝无法还原MgO，B错误； C．钠会优先与水反应，无法置换TiCl4溶液中的钛，正确方法是用熔融态钠还原TiCl4，C错误； D．银和汞属于不活泼金属，其氧化物（如Ag2O、HgO）受热易分解，可用热分解法冶炼，D正确； 故选D。 18．（24-25高一下·内蒙古赤峰·期末）金属钛用途广泛。一种从海水中提取Mg和，并联合使用金红石(主要成分)冶炼金属钛的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)加入试剂①后，能够分离得到沉淀的操作是_______(填操作名称)。 (2)沉淀中混有少量，可选用试剂_______(填字母)除去。 a.NaOH溶液　　    b.溶液　　　c.溶液 (3)试剂②为_______。 (4)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为_______。 (5)反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是_______。 (6)不同温度下，反应②中钛提取率随时间变化曲线如图，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为_______℃、_______min。 【答案】(1)过滤 (2)c (3)盐酸/HCl/氯化氢 (4) (5)防止Mg、Ti被空气氧化 (6) 1000 30 【分析】海水中加入石灰乳，Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀；过滤后，往沉淀中加入盐酸，得到MgCl2溶液，蒸发浓缩、冷却结晶，得到MgCl2∙6H2O晶体，在HCl气流中灼烧晶体，得到无水MgCl2，熔融电解，可得到Mg和Cl2；Cl2与焦炭、TiO2在高温下反应可生成TiCl4，用Mg还原可制得Ti。 【详解】（1）海水中加入石灰乳，Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，过滤后得到Mg(OH)2沉淀。 （2）Mg(OH)2沉淀中混有少量Ca(OH)2，可将Ca2+转化为可溶性物质，且不引入新的杂质，选用试剂为MgCl2溶液除去，故选c。 （3）根据分析，试剂②为盐酸/HCl/氯化氢。 （4）反应①除生成TiCl4外，生成的一种可燃性气体应为CO，该反应的化学方程式为。 （5）镁和氮气、二氧化碳、氧气均可以反应，Ti能和氧气反应，所以该反应需在稀有气体氛围中进行，防止镁和钛氧化。 （6）从图中可以看出，30min左右，钛的提取率基本最高，1000℃时钛的提取率与1500℃时接近且耗能要小得多，所以最适宜的温度和时间为1000℃、30min。 19．（24-25高一下·四川资阳·期末）海水是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图。 (1)粗盐中的、、，需要加入①过量的溶液  ②过量的溶液  ③过量的饱和溶液，静置过滤后经过调值、加热即可获得精盐溶液。三种溶液加入顺序不合理的是_______。(填字母) A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③②① (2)反应I、II中属于放热反应的是_______(填“I”或“II”)。 (3)过程III中包含了制备溶液、晶体、无水等。工业上冶炼金属镁采用的是_______(填字母)，反应的化学方程式为_______。 A．电解法　　　B．热还原法　　　C．富集法　　　D．铝热法 (4)被水溶液吸收时发生的离子方程式是_______，反应IV、V、VI中溴元素被氧化的有_______。(填“IV”“V”或“VI”) (5)从海水中提取硼酸()已经被化学工作者广泛关注。已知硼酸结构、性质与相似，写出硼酸与NaOH溶液反应的化学方程式_______。 【答案】(1)D (2)II (3) A (4) IV、VI (5) 【分析】由流程可知，海水晒盐得到粗盐、母液；粗盐精制加入试剂的顺序是：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐，NaOH的顺序可以前置也可以后置，只要保证Na2CO3溶液在BaCl2溶液的后面即可；提取金属镁时氢氧化镁先与HCl反应得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，在HCl气流中加热防止水解，电解熔融氯化镁制取Mg；提取溴时将溴离子氧化为溴单质，第V步中溴单质被还原为溴离子，第Ⅵ步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，以此来解答。 【详解】（1）由分析可知：除杂时只要保证Na2CO3溶液在BaCl2溶液的后面即可，故答案为D； （2）I是高温分解CaCO3，方程式为，II是CaO与H2O的反应，方程式为，所以放热反应是II，故答案为：II； （3）由分析可知：工业上冶炼金属镁采用的是电解法，方程式为，故答案为：A；； （4）被水溶液吸收时发生的离子方程式为，IV、VI都是，Br元素的化合价升高，Br元素被氧化，V中Br元素的化合价降低，Br元素被还原，故答案为：；IV、VI； （5）已知硼酸结构、性质与相似，则硼酸与NaOH溶液反应的化学方程式为，故答案为： 思维拔高 20．（24-25高一下·安徽合肥·期末）海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。 请回答下列问题： (1)请列举海水淡化的一种方法：_____。 (2)步骤Ⅰ中，粗盐中含有、、等杂质离子，精制时常用的试剂有：①稀盐酸；②氯化钡溶液；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序正确的是_____（填字母）。 A．①②③④ B．②③④① C．④②③① D．③④②① (3)步骤Ⅱ已经获得，步骤Ⅲ又将还原为，其目的是_____。在该过程中可以采用通入空气吹出溴的原因是_____（填标号）。 A．溴的氧化性较强        B．溴的熔点较低 C．溴的挥发性较强        D．溴在水中的溶解度较低 (4)写出步骤Ⅲ反应的离子方程式_____。 (5)写出工业用电解熔融氯化镁制金属镁的化学方程式_____。 【答案】(1)蒸馏法（“电渗析法”、“反渗透法”等均可） (2)B (3) 浓缩、提纯溴元素 C (4) (5)（熔融） 【分析】海水提取粗盐后，得到粗盐、母液和淡水，粗盐经过精制后，电解得到氯气，母液通入氯气，得到低浓度的溴的水溶液，再通入热空气，将溴吹出，吹出的溴蒸汽通入SO2水溶液中，反应生成硫酸和氢溴酸，再通入氯气，置换出溴单质，蒸馏得到工业溴，将贝壳煅烧得到氧化钙，与水反应生成石灰乳，加入吹出溴的溶液中，生成氢氧化镁沉淀，过滤出氢氧化镁沉淀，经过进一步处理得到镁单质； 【详解】（1）海水淡化可以用蒸馏法、电渗析法或离子交换法等； （2）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子，提纯过程中，氯化钡一定要比碳酸钠先加入，例如可以先加入过量的BaCl2，除去，然后加入Na2CO3，除去Ca2+和多余的Ba2+，继续加入NaOH，除去Mg2+，再一次性过滤，所得滤液中加入稀盐酸调节pH，因此正确的操作顺序可以为②④③①、②③④①、③②④①，故选B； （3）步骤Ⅱ获得Br2浓度较低，需要用SO2水溶液吸收低浓度的Br2，再用Cl2氧化得到溴单质，故步骤Ⅲ的目的是浓缩、提纯溴元素，富集溴；在该过程中可以采用通入空气吹出溴的原因是，溴的易挥发，故选C； （4）步骤Ⅲ发生的化学方程式为：； （5）电解熔融氯化镁制金属镁的化学方程式（熔融）。 21．（25-26高一下·辽宁锦州·期中）海洋资源的利用具有广阔前景。回答下列问题： Ⅰ．从海带中提取碘单质 (1)“灼烧”过程需要用到的仪器为酒精灯、三脚架、泥三角、___________，“操作X”的名称为___________。 (2)若试剂a选择(已知生成)，该步反应的离子方程式为___________。 (3)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在操作___________(填序号)中实现与碘的分离。 Ⅱ．从海水中提取Mg和，并联合用金红石(主要成分)冶炼金属钛，其主要工艺流程如下。 回答下列问题： (4)从试剂①选择下列___________(填序号)最经济。 a．NaOH溶液    b．石灰乳    c．氨水 (5)由溶液制备的具体步骤为___________、___________过滤、洗涤、干燥。 (6)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为___________。 (7)反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是___________。 【答案】(1) 坩埚 过滤 (2) (3)Y (4)b (5) 蒸发浓缩 冷却结晶 (6) (7)作保护气，防止金属镁与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应，防止钛被氧化(合理即可) 【分析】Ⅰ．将干海带灼烧成灰，加水溶解后进行操作X：过滤，得到含的滤液，加入和稀硫酸氧化为碘单质，得到含的水溶液，加入有机溶剂进行萃取，进行操作Y：分液，得到含的溶液，最后进行操作Z：蒸馏，分离出；回收的进行循环使用； Ⅱ．将含有和的海水加入试剂①：石灰乳，进行沉淀得到沉淀，过滤后，沉淀中加盐酸溶解得到溶液，蒸发结晶得到，在HCl气流中加热得到无水，再电解熔融得到金属Mg和；将在焦炭和作用下高温进行反应①得到，再将与电解得到的单质Mg在高温下进行反应②得到产品金属单质Ti，据此分析解答。 【详解】（1）“灼烧”过程需要用到的仪器为酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚；操作X是将固体和液体进行分离，则“操作X”的名称为：过滤。 （2）利用和稀硫酸氧化为碘单质，被还原生成，则反应的离子方程式为：。 （3）在用和稀硫酸氧化生成碘单质后，因还存在可溶于水的硫酸盐、碳酸盐等，通常采用加入有机溶剂进行萃取的方式进行分离，操作Y为萃取分液，故最终在操作Y中将硫酸盐、碳酸盐等与碘进行分离。 （4）从工业生产中节约成本的角度看，使用石灰乳成本最低最经济，则选项b符合要求，故答案为：b。 （5）由溶液制备晶体的具体步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （6）反应①是将在焦炭和作用下高温反应得到，同时生成一种可燃性气体，根据元素守恒可知该可燃性气体为CO，则反应的化学方程式为：。 （7）金属Mg的性质非常活泼，在高温下能与空气中的、、都能反应，在反应②：，因此通常使用稀有气体作保护气，原因为：作保护气，防止金属镁与空气中的氧气、氮气、二氧化碳反应，防止钛被氧化(合理即可)。 22．（24-25高一上·湖南永州·期末）矿产资源、生物资源等是人类社会发展不可或缺的自然资源。 Ⅰ．一种以铝土矿（主要成分是，含有、、MgO等杂质）为原料生产铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“步骤Ⅱ”的操作名称为______。 (2)固体D的成分______（填化学式）。 (3)写出“步骤Ⅲ”中生成的离子反应方程式_______。 (4)请推测上述步骤中哪一步转化过程消耗的能量最多，并说明理由_______。 Ⅱ．从海带中提取的一种工艺流程如下： 已知：。 (5)“步骤④”中反应的离子方程式为_______；该步骤中的也可用替代，但需要控制的用量。不足或过量都会导致的质量减少，请解释原因_______。 (6)“步骤⑤”是往含的水溶液中加入有机试剂提取。可选用的试剂为______。 a．苯        b．四氯甲烷        c．酒精 【答案】(1)过滤 (2)、 (3) (4)步骤V；步骤 I步骤Ⅲ都在溶液中进行，所需能量很低；步骤Ⅳ需要加热要消耗一定的能量；步骤V需要电解熔融，需要消耗大量的电能，消耗能量最多 (5) 不足会导致部分未被氧化为；如过量又会导致生成继续与过量反应生成，都会导致的质量减少 (6)ab 【分析】Ⅰ．以铝土矿（主要成分是，含有、、MgO等杂质）为原料生产铝的工艺流程为：将铝土矿加入过量盐酸溶解，过滤后不溶于盐酸的形成固体B除去，能与盐酸反应的、、MgO转化为、、过滤得到溶液A，再加入过量NaOH溶液，、转化为和沉淀过滤得到固体D除去；转化为过滤进入溶液C，通入过量将转化为沉淀过滤，加热沉淀分解生成，最后加入冰晶石电解熔融得到单质Al； Ⅱ．从海带中提取的工艺流程为：将海带灼烧成灰加水溶解得到海带灰悬浊液，过滤得到的溶液，加入酸性将氧化为，加入有机溶剂萃取得到含的有机溶液，最后进行蒸馏分离出单质，据此分析解答。 【详解】（1）根据分析，“步骤Ⅱ”为分离和沉淀与溶液，则其的操作名称为：过滤。 （2）根据分析，固体D的成分：、。 （3）“步骤Ⅲ”发生的反应为在溶液中通入过量将生成和，则反应的离子反应方程式为：。 （4）根据分析，步骤 I步骤Ⅲ都在常温溶液中进行，所需能量很低；步骤Ⅳ需要加热使沉淀分解生成，要消耗一定的能量；步骤V需要电解熔融得到单质Al，因的熔点非常高，所以此步反应需要消耗大量的电能，消耗能量最多。 （5）根据分析，“步骤④”为在含的溶液中加入酸性将氧化为，反应的离子方程式为：；该步骤中的也可用替代，但需要控制的用量，不足会导致部分未被氧化为；如过量又会导致生成继续与过量反应生成：，所以不足或过量都会导致的质量减少。 （6）从含的水溶液中加入有机试剂萃取，需要加入的有机溶剂与水不能互相溶解而出现液体分层，而且能大量溶解，则符合的试剂为： a．苯：能大量溶解，密度比水小，与水不溶能分层，a符合题意； b．四氯甲烷：能大量溶解，密度比水大，与水不溶能分层，b符合题意； c．酒精：能大量溶解，密度比水小，能与水混溶不分层，c不符合题意； 故符合的选项为：ab。 23．（25-26高一下·北京·期中）工业上以铝土矿(主要成分为，含有少量、MgO和)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下： 结合上述工艺流程，回答下列问题。 (1)沉淀A的成分为_______，加盐酸时发生反应的离子方程式_______。 (2)往溶液A中通入氯气时反应的离子方程式_______。 (3)溶液B中含有，生成的离子方程式_______。 (4)利用复分解反应原理，写出溶液B中通入过量发生反应的离子方程式_______。 (5)若100.0 kg铝土矿最终得到产品金属Al是40.5 kg，不考虑制备过程中铝元素的损失，则在铝土矿中的质量百分数为_______(保留小数点后1位)。 【答案】(1) (2) (3)或 (4) (5)76.5% 【分析】铝土矿主要成分为，含少量、、。加入过量盐酸时，不反应成为沉淀A；、、溶解生成、、、，向溶液A通入氯气，将氧化为；再加过量溶液，转化为进入溶液B，、为沉淀B，向溶液B通入过量，生成沉淀；加热分解为，再通过电解熔融制得金属铝，据此分析。 【详解】（1）铝土矿中不与盐酸反应，故沉淀A为；与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，离子方程式为； （2）溶液A中含，通入氯气时，被氧化为，氯气被还原为，反应的离子方程式为； （3）溶液A中与过量反应，或反应生成的与过量反应，均可生成，离子方程式为或； （4）溶液B中含，通入过量时，发生复分解反应生成沉淀和，离子方程式为； （5）根据铝元素守恒，，则在铝土矿中的质量百分数为。 10 / 43 学科网（北京）股份有限公司 $