课时提升卷（十八）
开发利用金属矿物和海水资源
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2013·郑州高一检测)金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是 ( )
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融的氯化物制得的
2.(2013·福建高考)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是
( )
A.石英只能用于生产光导纤维
B.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂
D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂
3.(2013·新乡高一检测)下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是
( )
A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
B.Al2O3+3C2Al+3CO↑
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2Ag2O4Ag+O2↑
4.热还原法冶炼金属的反应一定是 ( )
A.氧化还原反应 B.置换反应
C.复分解反应 D.分解反应
5.(2013·南通高一检测)许多国家十分重视海水资源的综合利用,不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 ( )
A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝
C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水
6.(能力挑战题)下列各组内的混合物可用萃取、分液分离提纯的是 ( )
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A.溴水 B.碘和沙子
C.食盐和苏打 D.氯化钾和二氧化锰
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)(2013·开封高一检测)目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下:
请回答下列问题:
(1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是 ,
写出在沉淀池中反应的离子方程式
。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的 。
(3)操作A是 ,操作B是 。
(4)加入的足量试剂a是 (填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为
。
从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于 。
(6)海水提镁的过程,为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁?
。
(7)有同学认为:可直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你 (填“同意”或“不同意”)该同学的想法,理由是 。
8.(10分)(能力挑战题)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;
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②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L-1盐酸中,得溶液C;
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12 L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。
请填空:
(1)①引发铝热反应的实验操作是 ,
产物中单质B是 。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式为
、
。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式为
、
。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为 ,c(Fe2+)为 。
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答案解析
1.【解析】选D。金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B正确;因为AlCl3为共价化合物,其熔融态不导电,因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝,而通常用电解Al2O3的方法。
2.【解析】选D。
选项
具体分析
结论
A
石英的主要成分为SiO2,不仅可以用来生产光导纤维还可以生产玻璃、晶体硅等
错误
B
从海水中提取食盐和淡水属于物理变化
错误
C
食品添加剂大量使用会对人体健康造成危害,应该合理使用
错误
D
“地沟油”的主要成分为油脂,但其中含有对人体有害的物质,不能食用,但可以利用皂化反应来制造肥皂
正确
3.【解析】选B。B项,金属铝的制备方法是电解氧化铝,其他选项中所涉及的内容均符合生产实际。
4.【解析】选A。金属冶炼的原理是Mn++ne-====M,所以一定是氧化还原反应,热还原法冶炼金属是用还原剂在高温条件下把金属从其化合物中还原出来,多数是置换反应,但有些反应如3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2就不是置换反应,故A正确。
5.【解析】选D。海水中的各种元素都以化合态存在,要生成单质必然发生化学反应,A、B、C均错。海水晒盐得NaCl,蒸馏海水得淡水只发生物理变化。
6.【解析】选A。萃取、分液可用于分离提纯溴水,用难溶于水的有机溶剂萃取溴,再分液;碘与沙子的分离可用升华法;食盐和苏打用结晶的方法分离;氯化钾与二氧化锰溶于水过滤即可分离。
【答题技巧】常见物质分离提纯的八种方法
物质的分离是指通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的形式),分别得到几种比较纯净的物质。
(1)蒸馏法:适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物,如海水淡化、石油的分馏等。
(2)结晶法:适用于分离各组分均溶于水但溶解度随温度变化差别较大的混合物。如NaCl与KNO3的分离。
(3)过滤法:适用于分离一种可溶,另一种不溶的固态混合物,如NaCl与BaSO4的分离。
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(4)分液法:适用于分离两种互不相溶的液态混合物,如苯和水的分离。
(5)萃取法:适用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的混合物,如用CCl4提取碘水中的碘。
(6)洗气法:适用于分离各气体与吸收剂的作用不同的混合物,如CO2与CO的分离。
(7)升华法:适用于分离其中一种组分有升华特征的固态混合物,如碘与沙子的分离。
(8)加热法:适用于分离其中一种组分易分解的固态混合物,如NaCl与NH4Cl的分离。
7.【解析】(1)石灰乳中的Ca(OH)2与海水中的镁盐发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀。
(2)海滩上贝壳的主要成分是CaCO3,可用于制取生石灰。
(3)从沉淀池中得到Mg(OH)2固体,应利用过滤操作,加热浓缩MgCl2溶液,可使其结晶出MgCl2晶体。
(4)溶解Mg(OH)2应用足量盐酸。
(5)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,Cl2可用于生产盐酸,循环利用。
答案:(1)沉淀Mg2+[或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀]
Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
(2)贝壳 (3)过滤 加热浓缩(或蒸发结晶)
(4)HCl
(5)MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑ 制盐酸,循环使用
(6)海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,该过程可以使镁离子富集,浓度高,且成本低
(7)不同意 MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本
8.【解析】MgO不能与铝发生置换反应,所以①发生的反应是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
②中发生的反应是Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O,
MgO+2HCl====MgCl2+H2O
③中发生的反应是Fe+2FeCl3====3FeCl2,
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
④中加入KSCN溶液不变色,说明Fe3+完全被还原为Fe2+,溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。
根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x,则:40 g·mol-1x+
160 g·mol-1x=20 g,解得x=0.1 mol。溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量,c(Mg2+)=0.67 mol·L-1,反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中:n(Cl-)=n(Mg2+)×2+n(Fe2+)×2=6.0 mol·L-1×
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0.15 L=0.9 mol,n(Fe2+)=0.35 mol,所以c(Fe2+)=2.3 mol·L-1。
答案:(1)加少量KClO3,插上镁带并将其点燃 Fe
(2)Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
MgO+2HCl====MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+====Fe2++H2↑
Fe+2Fe3+====3Fe2+
(4)0.67 mol·L-1 2.3 mol·L-1
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