第34讲-开发利用金属矿物和海水资源-练习

第34讲开发利用金属矿物和海水资源1(2010大连市期末)全球变暖给我们敲响了警钟，地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是()A推广“低碳经济”，减少温室气体的排放B推进小火力发电站的兴建，缓解地方用电困难，促进地方经济的快速发展C推广“绿色自由”计划，吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油D利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能解析：小火力发电站对煤炭的利用率低，生产单位电力时向大气中排放的CO2气体相对较多，B不正确。答案：B2下列说法正确的是()A有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂B用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案：AD3海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化分析正确的是()A溶质质量增加B溶剂质量减少C溶液质量不变 D溶质质量分数减小解析：右侧水量减少后，溶质质量未变，A项错；溶液质量减少，C项错；溶质质量分数增大，D项错。答案：B4下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是()A加热Al2O3 B加热CaCO3C电解熔融NaCl D氯化钠与铝粉高温共热解析：制铝不能通过加热，只能通过电解Al2O3；加热CaCO3只能生成CaO；电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na2Cl2；NaCl与铝粉高温共热不反应。答案：C5下列说法正确的是()A使元素由化合态转化成游离态的过程就是还原的过程B高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气，工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有111 mol电子转移D工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠解析：元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质的过程则是借助氧化反应，如2BrCl2=2ClBr2。所以选项A错。高炉炼铁中起还原作用的是CO，而并非焦炭，B错。Al3e=Al3，冶炼1 kg Al共获得电子：n(e)3111 mol，所以C正确。D中NaCl水溶液里的H得电子能力远比Na强，所以不可能得到Na，只能得到H2。答案：C6从海水中提取金属镁的生产步骤有：浓缩结晶加熟石灰加盐酸过滤熔融电解，正确的生产顺序是()A BC D解析：海水中含有Mg2，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2，过滤可得到Mg(OH)2固体。如何由Mg(OH)2制取金属镁？根据金属的冶炼方法知应电解含Mg2的熔融化合物。若直接加热Mg(OH)2，则Mg(OH)2发生分解生成MgO：Mg(OH)2MgOH2O，MgO熔点高，很难熔融；工业上不采用电解熔融MgO的方法，而是将Mg(OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融)MgCl2。答案：C7钾是一种非常活泼的金属，易与氧气反应生成超氧化钾(KO2)，KO2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸。在理论上我们可以用电解熔融的KCl的方法来制备金属钾，而实际我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的KCl与Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的原因有以下四种，其中正确的是()钾易溶于熔融的钾盐中；钾蒸气易逸出而污染环境；钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性；抽走钾蒸气时有利于钠与熔融的KCl反应A全部 BC D解析：由题干信息可以知道是正确的，金属钾熔化后易溶于熔融的钾盐中，将温度控制在比钾沸点稍高，使钾变为钾蒸气，将钾蒸气抽出有利于钠与熔融的KCl反应向右移动；另外，钾蒸气易逸出会污染环境。答案：A8北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的，下列有关说法不正确的是()A砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒B臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性C活性炭可以吸附水中悬浮的杂质D游泳池水中的臭氧浓度越大越好解析：O3具有强氧化性，浓度过大，对人体亦有害，故D项错误。答案：D9用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是()AMnO2 BWO3CCr2O3 DCo3O4解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价愈高，变为单质时需获得的电子愈多，消耗铝愈多；金属化合价愈低，得电子数愈少，消耗铝愈少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Mn(4)；W(6)；Cr(3)；Co()。Co化合价最低，消耗铝最少。答案：D10在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制取铜，有下列两种途径：(1)FeH2Cu(2)CuOCuSO4Cu若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是()A消耗氧化铜的质量相同B消耗铁的质量相同C消耗硫酸的质量相同D生成硫酸亚铁的质量不同解析：两种途径中CuO中的铜均全部生成金属铜，故A项正确；途径(1)中，H2与CuO反应时，部分H2进入尾气中，即气态反应物与固态反应物在加热的条件下反应，气态反应物所消耗量均大于完全反应时所需量，故(1)消耗的铁和硫酸的质量要明显大于(2)消耗的Fe和H2SO4的质量，同时生成FeSO4的质量也是(1)(2)。途径(2)明显优于途径(1)。答案：AD11海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：(1)在虚线框内画出实验操作的仪器装置示意图。实验操作的名称是_，所用主要仪器名称为_。说明：实验装置中仪器用下面方法表示。铁架台、连接胶管等不必画出，如需加热，在仪器下方用“”表示。下列图示均为玻璃仪器，应标清液面或固体可视界面。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号)。A酒精(沸点78 ) B四氯化碳(沸点77 )C甘油(沸点290 ) D苯(沸点80 )(3)在操作中，溶液中生成少量ICl，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)_溶液，反应的离子方程式为_。AKIO3 BHClOCKI DBr2(4)为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行，采用水浴加热蒸馏(如图所示)。请指出图中实验装置中错误之处(有几处填几处，下列空白可不填满，也可补充)。_，_，_，_。(5)实验中使用水浴的原因是_，最后晶体碘聚集在_(填仪器名称)中。答案：(1)萃取分液分液漏斗(2)B、D(3)CIClI=ClI2(4)缺石棉网温度计插到了液体中冷凝管进出水方向颠倒(5)有机溶剂沸点较低，水浴加热可控制温度不致过高，避免碘蒸气进入冷凝管，且可使蒸馏烧瓶受热均匀蒸馏烧瓶12海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示：(1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：_。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤_。解析：本题是一道物质制备实验题。以海水制金属镁为载体，考查了镁的化合物的一些基本性质(尤其是MgCl2的水解反应的相关知识)及一些基本操作，内容比较简单，但基础知识的前后关联性强，因而综合性较强。(1)由元素守恒可知，加热MgCl26H2O时必有HCl和H2O生成，由此可以写出相应的化学方程式：MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2OMgCl26H2O受热时容易水解生成HCl，所以为了抑制其水解，可以在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O，这样产生的水蒸气蒸发而得到无水MgCl2。(2)由于Mg(OH)2难溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2时，需要加入能够使Ca(OH)2转化为易溶于水的物质如MgCl2、Mg(NO3)2等，但不宜加入MgSO4，经搅拌、过滤、洗涤便可以达到目的。答案：(1)MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2O，MgCl26H2OMgO2HCl5H2O(或Mg(OH)ClMgOHCl)在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水蒸气，故能得到无水MgCl2(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌、过滤、沉淀用水洗涤(答案不惟一，合理即可)13海洋中有大量宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤。然后加热到363 K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。(1)把溴吹出的气体X，最可能用下面的_(填序号)。A乙烯 B空气C氩气 DCO2(2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建设是否合理。_(填“是”或“否”)，并说出理由_。(3)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染，某实验小组准备测定工厂的空气中溴的含量，提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液，请你为他们设计收集一瓶工厂的空气的方法_。(4)纯碱溶液吸收溴的化学方程式为_。硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为_。(5)工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取溴，当用惰性电极电解MgBr2溶液时，除得到溴之外，同时还能得到的产品是_。解析：(1)吹出的溴单质用Na2CO3吸收，不能用CO2吹出Br2，是因为CO2与Na2CO3能发生反应，乙烯与溴单质发生加成反应，氩气的使用在工业上成本较高，因此最可能用的是空气。(2)直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取剂，而且还造成一部分溴流失，从萃取剂中分离出液溴成本增加。(3)收集工厂内的空气，只需把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂后，把其中的液体倒出，然后密封集气瓶，即得一瓶工厂内空气。(4)根据题中提供的信息，Br2与Na2CO3反应化学方程式为：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2，然后硫酸酸化的离子方程式为5Br6HBrO=3Br23H2O。(5)用惰性电极电解MgBr2溶液类似于电解NaCl溶液，其电解方程式为MgBr22H2OMg(OH)2Br2H2。答案：(1)B(2)否需大量萃取剂，污染大，利用率低(3)把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂，在工厂内把其中的液体全部倒出，然后加盖密封(4)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25Br6HBrO=3Br23H2O(5)Mg(OH)2和H214以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：(1)反应前需在FeSO4溶液中加入_(填字母)，以除去溶液中的Fe3。A锌粉 B铁屑CKI溶液 DH2(2)反应需控制反应温度低于35，其目的是_。(3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是_。(4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫