【红对勾】高中化学 4.1 开发利用金属矿物和海水资源课时作业 新人教版必修2(1).doc

【红对勾】2012-2013学年高中化学 4.1 开发利用金属矿物和海水资源课时作业 新人教版必修2一、选择题(每小题3分，共45分，每小题有12个正确选项)1不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主要原因是()a金属在自然界中的分布不同b金属在自然界中的含量不同c金属在自然界中存在形式不同d金属的活动性不同解析：金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中金属离子得电子变成金属单质，金属的活动性不同，其对应金属离子得电子的能力不同，冶炼方法就有可能不同。答案：d2对三种金属元素r、u、t进行了如下的实验：rut和稀硫酸反应溶解并放出气体无反应未实验和t的硝酸盐反应表面上析出t表面上析出t未实验据此可知这三种金属活动性顺序由弱到强的顺序是()at、r、ubt、u、rcu、r、t du、t、r答案：b3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；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜；()湿法炼铜；现代有()铝热法炼铬；()从光卤石中炼镁。对它们冶炼方法的分析不正确的是()a()用b()用c()用d()用解析：对于()、()、()、()()cu2(oh)2co32cuoco2h2oc2cuo2cuco2适用于()fecuso4=feso4cu适用于()2alcr2o3al2o32cr适用于()先从光卤石中提取mgcl2，再电解mgcl2，mgcl2mgcl2运用于答案：b4要检验市售的金制首饰是否用纯金制成，方法之一是将饰品浸入某溶液中，过一段时间取出后称量，质量是否变化即作出判断，该溶液是()a盐酸 b硫酸c硝酸 d王水解析：饰品中若含其它金属会被硝酸溶解，而使饰品质量减轻。不能用王水，因为王水能把金溶解，使饰品被破坏。答案：c5下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是()a加热氧化铝b加热碳酸钙c电解熔融的氯化钠d氯化钠与铝粉高温共热解析：na、ca、al均属于活泼金属，应用电解法制备，al与nacl不反应。答案：c6下列化工生产原理错误的是()可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁用电解法制铝时，原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热a bc d解析：na加入mgcl2溶液中发生的反应是2na2h2o=2naohh2，mgcl22naoh=mg(oh)22nacl；alcl3是共价化合物，熔化时不导电；炼铁高炉中反应cco22co是一个吸热反应。答案：d7分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属的纯度的有关说法正确的是()a用氢气的纯度高 b用金属的纯度高c二者相同 d无法比较解析：用氢气还原金属时生成水和金属，没有杂质，纯度高。答案：a8海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；电解得到产物。(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是()a分解反应 b化合反应c置换反应 d复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是()a此法的优点之一是原料取自大海b进行步骤的目的是富集mgcl2c可用电解熔融氧化镁的方法制取镁d电解法冶炼金属要消耗大量电能解析：(1)在从海水里提取镁的全过程中，涉及到的反应有：把贝壳制成石灰乳caco3caoco2，分解反应；caoh2o=ca(oh)2，化合反应；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物mg2ca(oh)2=mg(oh)2ca2，复分解反应；mg(oh)22hcl=mgcl22h2o，复分解反应；电解熔融的mgcl2得到产物。(2)在提取镁的过程中，不能采用电解熔融氧化镁的方法，因为mgo的熔点很高。答案：(1)c(2)c9从海水中可以提取溴，主要反应为2brcl2=br22cl，下列说法正确的是()a溴离子具有氧化性b氯气是还原剂c该反应属于复分解反应d氯气的氧化性比溴单质强解析：溴离子已达8e稳定结构，不可能具有氧化性，a错；从反应式看出cl2得电子应是氧化剂，b错；该反应属于有单质参加的氧化还原反应，c错；氯气将br氧化为br2，说明氯气的氧化性比溴单质强。答案：d10在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()ana、mg、al bna、k、zn、feczn、fe、cu、ag dmg、al、zn、fe解析：金属的活泼性不同，冶炼方法也不同，活泼金属kal用电解法；较活泼金属zncu用还原剂(如h2焦炭、co等)还原法；不活泼金属如hg和ag用加热法。答案：a11将氢气通过10gcuo粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4g，那么下列计算正确的是()a有1.6gh2o生成b有8.4gcu生成c有80%的cuo被还原d实验过程中所消耗的氢气为0.2g解析：cuoh2=h2ocu固体质量减少80 2 18 64 16x y m(h2o) m(cu) 108.41.6m(h2o)1.8gm(cu)6.4g被还原的cuo为100%100%80%反应消耗h2为0.2g，但实际提供的氢气大于0.2g。答案：c12实验室欲使1.6g fe2o3完全被还原，事先应准备的co气体在标准状况下的体积为()a672mlb336mlc大于672ml d小于336ml解析：经计算知，实际与1.6g fe2o3反应的co气体的体积即为672ml(标准状况)。由于实际开始时，要先排尽玻璃管内的空气，必须先通入co气体。当fe2o3完全被还原之后，在熄灯停止加热之前，还要继续通co气体，直至fe冷却下来，达到fe不复被氧化的目的。在fe2o3被还原的过程中，通入的co气体不可能完全发生化学反应。综合上述原因可知，本题的答案为c。答案：c13nacl是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()烧碱纯碱金属钠氯气盐酸a bc d解析：在氯碱工业中，2nacl2h2o2naohh2cl2，h2与cl2化合被水吸收可得盐酸。2nacl(熔融)2nacl2。在制纯碱工业中主要利用如下原理：naclco2nh3h2o=nahco3nh4cl；2nahco3na2co3h2oco2。答案：a14用h2、c、co分别与等质量的氧化铜在高温下反应，使cuo中cu全部还原出来，消耗h2、c、co的质量比为()a111 b1314c1614 d212解析：设还原1 mol cuo，则cuoh2cuh2o；1mol 2g2cuoc2cuco2；1mol 6gcuococuco2；1mol 28g或cuoccuco1mol 12g故还原相同质量的cuo消耗h2、c、co的质量比为2g6g28g1314(或212281614)答案：bc15用h2还原m g cuo，当大部分固体变红时停止加热，冷却后称知残留固体质量为n g，共用去w g h2，被还原的cuo的质量为()a40w gb.gc5(mn)g dm g解析：用h2还原cuo，根据题意可知cuo没有被全部还原，且在反应过程中h2没有被完全利用，即利用率不是100%，因此在计算时不能直接利用这些数据。但我们可利用反应前后固体质量变化，根据差量法计算：cuoh2cuh2om80 g 64 g 16 gx (mn)gx5(mn)g答案：c二、填空题(共40分)16(5分)冶炼金属常用以下几种方法：以c、co或h2做还原剂还原以较活泼金属na、mg等还原利用铝热反应原理还原电解法热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳。(1)fe、zn、cu等中等活泼金属_。(2)na、mg、al等活泼或较活泼金属_。(3)hg、ag等不活泼金属_。(4)v、cr、mn、w等高熔点金属_。(5)k、rb、cs、ti等金属通常还原方法是_。解析：选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点应选择最佳方案。其中(5)k、rb、cs、ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如nakclnaclk，抽离钾蒸气此反应得以继续进行。而ti是用na来置换的：4naticl44naclti或用mg来置换：2mgticl42mgcl2ti。答案：(1)(2)(3)(4)(5)17(15分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：(1)指出从海藻中提取i2的实验操作名称：_，_，的离子方程式_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是()a甲苯、酒精b四氯化碳、苯c汽油、乙酸 d汽油、甘油(3)为使海藻中i转化为碘的有机溶剂，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。尚缺少的仪器是_。(4)从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处_ _。(5)进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是_，最后晶态碘在_中。解析：本题考查卤素的性质及分离物质的方法：过滤、萃取、分液、蒸馏等操作。(1)为了从悬浊液中分离i，应用过滤；从i2的水溶液中把它提取出来，用萃取。(2)a中酒精，c中乙酸，d中甘油，都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘水中的碘。(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗。(4)蒸馏的三点错误：没有石棉网；温度计插入液面以下；冷凝管进、出水方向颠倒。(5)根据(2)b选项中的两种萃取剂的沸点数据；苯80、四氯化碳77，用水浴加热即可使之沸腾，而避免高温下i2的升华。最后i2残留在烧瓶中。答案：(1)过滤萃取2icl2=i22cl(2)b(3)分液漏斗(4)蒸馏的三点错误：没有石棉网；温度计插入液面以下；冷凝管进、出水方向颠倒。(5)萃取剂沸点较低，i2易升华烧瓶18(8分)在一定条件下可实现如图所示物质之间的变化，请填写下列空白：(1)孔雀石的主要成分是cuco3cu(oh)2(碱式碳酸铜)，受热易分解。图中的f是_。(2)写出明矾与过量naoh溶液反应的离子方程式：_。(3)图中所得g和d都是固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式：_。(4)每生成1mol d，同时生成_mol e。解析：(1)根据碳酸盐和金属氢氧化物的分解规律可知，碱式碳酸铜的分解反应为：cuco3cu(oh)22cuoco2h2o，因为g是固体，所以f是co2。(2)明矾的主要成分是kal(so4)212h2o，与过量naoh溶液反应的离子方程式为al34oh=alo2h2o，反应后的溶液与co2反应得到的沉淀为al(oh)3，加热分解生成h2o和al2o3，因此b为al2o3。电解熔融的氧化铝生成d为al，e为o2。(3)根据铝热反应，cuo和al反应的方程式可表示为3cuo2alal2o33cu。(4)根据电子守恒可知，电解al2o3在生成1mol al的同时生成mol o2。答案：(1)co2(2)al34oh=alo2h2o(3)3cuo2alal2o33cu(4)0.7519(12分)海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料。下图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题：(1)粗盐中含有ca2、mg2、so等杂质，精制后可得nacl饱和溶液，精制时通常在溶液中依次加入过量的bacl2溶液，过量的naoh溶液和过量的na2co3溶液，最后加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式为_。(2)海水提取食盐后的母液中有k、na、mg2等阳离子。从离子反应的角度思考，在母液里加入石灰乳起什么作用？(3)海水里的镁元素处于游离态还是化合态？从海水中提取氯化镁的反应是不是氧化还原反应？用电解法冶炼金属镁的反应是不是氧化还原反应？为什么？(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁。请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却？()ah2bco2c空气do2解析：反应的化学方程式为：2nacl2h2o2naohh2cl2mgcl2ca(oh)2=mg(oh)2cacl2mg(oh)22hcl=mgcl22h2omgcl2mgcl2镁蒸气能与co2和o2反应。答案：(1)ohh=h2o；co2h=h2oco2(2)将mg2沉淀为mg(oh)2。(3)化合态；不是；是；因为发生了化合价的变化。(4)a三、简答题(共15分)20(15分)铝热反应不仅被应用于焊接钢轨，而且还常被应用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。(1)试从铝粉跟氧化铁的反应出发，思考铝热反应为什么可以冶炼这些金属？(2)请配平下列用铝热反应原理冶炼金属钒和钴的反应的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。v2o5alal2o3vco3o4alal2o3co解析：铝粉跟氧化铁的反应为2alfe2o32feal2o3，该反应称为铝热反应，在反应过程中放出大量的热，放出的热量足以使高熔点金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂，所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断，并用电子守恒法配平上述反应。3v2o