山东省高考化学一轮复习 第10章 化学与自然资源的开发利用试题.doc

第十章化学与自然资源的开发利用第一讲金属矿物和海水资源的开发利用一、选择题1环境与可持续发展是现在国际的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是()a海水中有大量人类需要的物质，人类可以大量开发海水中的物质，以满足资源短缺的问题b海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发c可以用太阳能电解海水以获取氢能源d人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡解析 人类应该适度的开发利用海洋资源，以保持可持续发展。答案 a2下列制备金属单质的方法或原理正确的是()。a在高温条件下，用h2还原mgo制备单质mgb在通电条件下，电解熔融al2o3制备单质alc在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质nad加强热，使cuo在高温条件下分解制备单质cu解析制备单质mg应该用电解熔融mgcl2的方法；制备单质na采用电解熔融nacl的方法；制备单质cu用热还原法。答案b3每年的6月5日是“世界环境日”，今年世界环境日主题是“促进低碳经济”，来自全球192个国家的谈判代表，召开联合国气候变化框架公约第15次缔约方会议，商讨2012年至2020年的全球减排协议。下列行为中不符合“促进低碳经济”宗旨的是()a发展水电 ，开发新能源，如核能、太阳能、风能等，减少对矿物能源的依赖b限制化学发展，关停化工企业，消除污染源头c推广煤的干馏、气化、液化技术，提供清洁、高效燃料和基础化工原料，挖掘使用价值d推广利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气解析 推行低碳经济、保护环境并不是要关停化工企业、限制化工业的发展，而是要开发新能源，提高能源利用率。答案 b4右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是()。a烧瓶中立即出现白烟b烧瓶中立即出现红棕色c烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性d烧杯中的溶液是为了吸收有害气体解析此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知氨气和氯气接触时发生反应：8nh33cl2=6nh4cln2，烧瓶中出现白烟，a对；不能出现红棕色气体，b错；该反应中氨气中的氮元素化合价升高，表现还原性，c对；烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体，d对。答案b5根据“绿色化学”的理念，某化学工作者设计了下列4步化学反应：cabr2h2ocao2hbr2hbrhghgbr2h2hgbr2caohgocabr22hgo2hgo2该方案的目的是为了制备()ahbrbcaoch2 dhg解析 将题目中提供的四个方程式叠加：可得h2oh2o2故该方案的目的是为了制取可燃气体h2。答案 c6海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。下图是从海水中提取某些原料的流程图。下列有关说法正确的是()。a第步中除去粗盐中的so、ca2、mg2、fe3等杂质，加入的药品顺序为na2co3溶液naoh溶液bacl2溶液过滤后加盐酸b工业上通过氯碱工业制取金属钠c从第步到第步的目的是浓缩、富集溴单质d第步的反应条件是高温加热解析分析流程图，除去粗盐中的杂质时，应先加氯化钡溶液再加碳酸钠溶液，以除去过量的钡离子，a错；氯碱工业的产品是氢氧化钠、氯气和氢气，得不到金属钠，b错；溴离子在海水中的浓度较小，必须经过浓缩、富集才有利于得到溴单质，c对；mgcl26h2o高温加热时，由于镁离子水解，最终得到的是氧化镁，得不到氯化镁，d错。答案c7诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为：2mos27o22moo34so2；moo32nh3h2o=(nh4)2moo4h2o；(nh4)2moo42hcl=h2moo42nh4cl；h2moo4moo3h2o；用还原剂将moo3还原成金属钼。则下列说法正确的是()。amos2煅烧产生的尾气可直接排入空气中bmoo3是金属氧化物，也是碱性氧化物ch2moo4的酸性比盐酸强d利用h2、co和铝分别还原等量的moo3，所消耗还原剂的物质的量之比为332解析a项，mos2煅烧产生的so2是大气污染物，不能直接排入空气，a不正确；b项，moo3与氨水反应表现出酸性氧化物的性质，b不正确；c项，h2moo4可用盐酸制取，酸性比盐酸弱，c不正确；d项还原1 mol moo3需要6 mol电子，消耗h2、co、al的物质的量分别为332，d正确。答案d二、非选择题8我国有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质资源和能量的宝库。目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。全球海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mgl1。其工业提取法有：.空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有： _(写出离子方程式)；3br23co=bro5br3co2；_(写出离子方程式)。其中反应中氧化剂是_，还原剂是_。.空气吹出so2吸收法。该方法基本同()，只是将吹出的溴用so2溶液来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式_ _。.溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是_。下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是_(填序号)。乙醇四氯化碳硝酸解析、由氯气通入到富含溴离子的海水中，将溴置换出来，可写出cl22br=br22cl，结合氧化还原反应的归中规律可知，bro5br 6h=3br23h2o；、溴与二氧化硫反应和氯气与二氧化硫反应相似；、萃取用到的实验仪器有分液漏斗、烧杯，萃取剂为四氯化碳。答案(1) .cl22br=br22clbro5br 6h=3br23h2obr2br2.br2so22h2o=h2so42hbr.分液漏斗、烧杯9阅读以下内容，回答问题。冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气(或h2，或co)法；活泼金属置换法；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、b分别为_(填序号)。ao2、co2bo2、cocco2、codco、co2(2)下列说法错误的是_(填序号)。a对废旧金属最好的处理方法是回收、再利用b提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步c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(3)钛(ti)有“未来钢铁”之称，工业上常以ticl42mgti2mgcl2获得海绵状钛，该反应在下列哪种环境中进行_(填序号)。a稀有气体中b空气中c氮气中dco2气体中解析 (1)co2c2co，cuococuco2。(2)活泼金属的冶炼方法主要为电解法，如na、mg、al的冶炼分别为电解熔融的nacl、mgcl2、al2o3。(3)空气中的n2、o2、co2在加热时均与镁反应，故反应应在稀有气体中进行。答案 (1)c(2)c(3)a10环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想(如图)。这种构想或方案可用如下反应表示：2co22coo22h2o2h2o2co2h2ch3ohco22h2och42o2(1)根据上述反应历程，该方案的主要目的是_；(2)要实现专家的这些构想，目前和今后要解决的关键问题是： _；(3)煤燃料的燃烧，会产生大量的so2气体污染环境，常在煤中加入ca(oh)2，其能减少污染的化学反应有_；(4)如果光子的能量不够，上述反应是无法完成的。而大自然已经解决了这个问题，即_，它是地球上最重要的化学反应之一，请写出反应的化学方程式_。解析 (1)将反应按2方式叠加处理得方程式co2h2oh2ch3oho2，再结合反应可知该方案的主要目的是将co2和h2o转化为ch4、ch3oh等燃料。(2)现实生活中，在光照的条件下上述各步反应均不能发生，要想使它们发生必须解决“如何使物质吸收光能发生上述反应转变为其他物质”。(3)与ca(oh)2反应的方程式为：so2ca(oh)2=caso3h2o,2caso3o2=2caso4。(4)绿色植物的光合作用实现了在日光作用下利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物的过程。答案 (1)将co2和h2o转化为ch4、ch3oh等燃料(2)如何使物质吸收光能转变为其他物质(3)so2ca(oh)2=caso3h2o，2caso3o2=2caso4(4)绿色植物的光合作用，即在日光作用下利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物(糖类)6co26h2oc6h12o66o211海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如表所示。成分含量(mgl1)成分含量(mgl1)cl18 980ca2400na10 560hco142so2 560br64mg21 272(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是_。在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有_和caco3，生成caco3的离子方程式是_ _。淡水的出口为_(填“a”、“b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下。提取溴的过程中，经过两次brbr2转化的目的是_，吸收塔中发生反应的离子方程式是_。用平衡移动原理解释通空气的目的是_。从mgcl2溶液中得到mgcl26h2o晶体的主要操作是_、过滤、洗涤、干燥。依据上述流程，若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下cl2的体积为_l(忽略cl2的溶解)。解析(1)在阳极是阴离子放电。由于海水中br浓度太小，所以主要是cl放电。在阴极是h放电，致使溶液中oh浓度增大，所以mg2转化为mg(oh)2；oh还能与hco反应生成co，co与ca2结合生成caco3沉淀。(2)由于得到的是mgcl26h2o，所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，而不能直接将溶液蒸干。10 m3海水中br的质量为104l64103 gl1640 g，根据cl22br=2clbr2，可知一次转化消耗89.6 l cl2(标准状况下)，两次需要179.2 l cl2(标准状况下)。答案(1)2cl2e=cl2mg(oh)2ca2ohhco=caco3h2ob(2)对溴元素进行富集so2br22h2o=4h2brso通入空气将溴蒸气带出，使br2(g)br2(aq)(或br2h2ohbrhbro)平衡向左移动加热浓缩、冷却结晶179.2第二讲资源综合利用环境保护一、选择题1南京将于2014年承办世界青奥会。下列措施不利于节能减排、改善环境质量的是()a利用太阳能等清洁能源代替化石燃料b引进电动汽车，减少汽车尾气排放c积极推行和使用能被微生物降解的新型聚合物材料d使用填埋法处理未经分类的生活垃圾解析 d项中生活垃圾应该分类处理，直接填埋未经分类的生活垃圾既浪费资源，又污染环境。答案 d2保护环境已成为人类的共识，人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行处理并循环使用。下列做法不利于环境保护的是()。a发电厂的煤经脱硫处理b将煤转化为水煤气作燃料c回收并合理处理聚乙烯塑料废物d电镀废液经中和后直接排放解析对煤进行脱硫处理，目的是减少so2的排放；将煤转化为水煤气，也称煤的气化，可以提高煤的燃烧效率，减少因不完全燃烧而产生co的污染；回收并合理处理聚乙烯塑料废物，可减少白色污染，变废为宝；电镀液往往含重金属离子或cn等，必须进行处理后方可排放，仅中和是不可排放的。答案d3工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(c3h8)制取。以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是()。ac3h83c4h2bc3h8c3h6h2cc3h86h2o3co210h2d2h2o2h2o2解析c项，把原料c3h8和h2o中的氢全部转化成h2，经济效益最好。答案c4自然界“酸雨”形成的原因主要是()。a未经处理的工业废水的任意排放b大气中二氧化碳含量增多c工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼d汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体解析自然界中的酸雨主要是硫酸型酸雨，这是由于大气中so2和so3含量过高造成的，形成这种情况的主要原因是工业大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼，汽车尾气的排放不是主要原因。答案c5节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是()。a利用太阳能制氢b关停小火电企业c举行“地球一小时”熄灯活动d推广使用煤液化技术解析化石燃料的使用必然带来大量co2气体的排放，煤液化技术尽管在一定程度上使煤变得稍清洁，使so2等的排放量减少和热量的利用率有较大提高，但不能减少co2气体的排放。答案d6下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()a石油裂解得到的汽油是纯净物b石油产品都可用于聚合反应c天然气是一种清洁的化石燃料d水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析 a项汽油是混合物；b项石油产品中的烷烃不能用于聚合反应；d项水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料。答案 c7在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是()。acch2=ch2ch3oooh(过氧乙酸)ch2och2ch3coohbch2=ch2cl2ca(oh)2ch2och2cacl2h2oc2ch2=ch2o22ch2och2d3ch2ohch2ohhoch2ch2och2ch2ohch2och22h2o解析根据原子利用率内涵，副产物越少原子利用率越高。c项的副产物为0，则原子利用率为100%，答案为c。答案c二、非选择题8如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。资料一石蜡是含有2030个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。资料二石油催化裂化中通常使用al2o3作催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_ _，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是_ _，装置中较长导管的作用是_。(2)试管中少量液体凝结说明了_ _。(3)试管中溶液褪色说明了_ _。(4)能否用试管中的液体萃取溴水中的溴，理由是_ _。(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_。(6)石油裂化的重要意义是_。解析仪器连接的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检查装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；试管中有液体生成，说明生成4个碳原子数以上的烃，因为常温、常压下，4个碳原子数以上的烃大都呈液态，试管 中酸性kmno4溶液褪色说明生成常温、常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质；从以上变化可以看出，石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。答案(1)从下往上，从左往右检查装置的气密性导气和冷凝气体(2)裂化生成了碳原子数大于4的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(5)c20h42c10h22c10h20(6)可提高石油产品中轻质燃油，特别是汽油的产量和质量9煤是现代社会能量的主渠道，如硫酸工业、化肥工业、金属冶炼工业中都利用煤作为燃料。请解答下列问题：(1)酸雨的罪魁祸首就是二氧化硫，二氧化硫的主要来源就是煤等化石燃料的不合理利用。具有下列ph的降雨属于科学意义上的酸雨的是_。a小于7b大于5.6，小于7c小于5.6d小于6.5(2)煤中的硫元素有两种存在形式，即游离态和化合态。请你写出煤燃烧过程中游离态的硫燃烧的化学方程式：_，并指出该反应的氧化产物是_。(3)燃煤电厂烟气脱硫的方法之一就是将烟气(其中含有氮气、氧气、二氧化硫等)通入到氨水中，请你写出该过程中两个非氧化还原反应的化学方程式：_。(4)煤脱硫的另外一种方法是将粉末状态的石灰石按照一定比例掺加在煤粉中，这样的混有石灰石的煤燃烧时，烟气中二氧化硫含量很小。用化学方程式表示其原理：_。用上述方法脱硫，燃煤电厂每年排放出的脱硫废渣达近百万吨，请你写出这些废渣的一个用途：_。解析 (1)尽管ph小于7的溶液都显酸性，但科学意义上的酸雨有个严格的数据界限，即ph小于5.6的降雨(雾、雹等)为酸雨。(2)煤中的单质硫发生燃烧，产物是二氧化硫，其中氧气为氧化剂，硫为还原剂，二氧化硫既是氧化产物，又是还原产物。(3)如果二氧化硫的浓度很大，在氨水中可能同时发生二氧化硫与水的反应，及二氧化硫与氨气的反应，所以涉及的非氧化还原反应是二氧化硫溶于水的反应，二氧化硫与氨气生成铵盐、酸式盐的反应。(4)碳酸钙在高温环境中分解，生成氧化钙，氧化钙继而与煤产生的酸性氧化物二氧化硫反应，但注意燃烧炉是一个高温、富氧环境，所以产物是硫酸钙。炉渣是制造砖、水泥的材料，另外炉渣中含有大量的硫酸钙，可以提取石膏。答案 (1)c(2)so2so2so2(3)so2h2o=h2so3so22nh3h2o=(nh4)2so3so2nh3h2o=nh4hso3(写出其中两个即可)(4)caco3 caoco2、2cao2so2o22caso4建材产品、提炼石膏等10作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。目前上海大部分城市居民使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是co、h2和少量烃类。天然气的主要成分是ch4。它们的燃烧反应如下：2coo22co22h2o22h2och42o2co22h2o根据以上反应的化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是_。因此燃烧管道煤气的灶具改烧天然气，灶具的改进方法是_进风口(填“增大”或“减小”)，如不做改进可能产生的不良结果是_。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等。它们的某些性质见下表：乙烷丙烷丁烷熔点/ 183.8189.7138.4沸点/ 88.642.10.5试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是_。解析根据以上三个燃烧化学方程式可以看出，燃烧相同体积的天然气消耗的空气体积较大，因此要保证天然气完全燃烧，就必须加大空气进气量，增大进风口。如果不改变就会造成天然气不能充分燃烧而产生大量co，容易使人中毒或死亡。从表中数据可以看出，丁烷的沸点为0.5 ，在冬天温度较低时容易液化为液体，