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章末质量检测（四） 化学与自然资源的开发利用
时间：60分钟 满分：100分
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A．PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物
B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
解析：选C PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，A项正确；绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染，B项正确；燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放，故C项错误；天然气和液化石油气完全燃烧的产物是CO2和H2O，属于清洁燃料，D项正确。
2．下列说法错误的是( )
A．从海水中提取食盐可采用蒸发结晶的方法
B．从海水中提取溴时，需控制海水呈酸性
C．饱和溴水中通入空气，溴水的浓度不变
D．实验室用石灰石和稀盐酸反应制备CO2
解析：选C 从海水中提取食盐可采用蒸发结晶的方法，A正确；碱性条件下溴单质与碱性溶液反应，B正确；因为溴易挥发，因此向饱和溴水中通入空气，会将溴蒸气吹出，使溴水浓度减小，C错误；实验室制CO2使用CaCO3与稀盐酸反应，若用浓盐酸会使CO2中含较多的HCl，D正确。
3．下列关于化学与生产、生活的认识中不正确的是( )
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析：选A A项中N2不是造成温室效应的气体，故不正确；使用清洁能源、节能减排、合理开发利用能源都符合可持续发展的要求，故B、C、D都正确。
4．下列变化属于物理变化的是( )
A．煤的干馏
B．裂解
C．从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等
D．古代植物转变成煤
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解析：选C 干馏、裂解、古代植物转变成煤都是化学变化；从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等是采取分馏的方法，是物理变化。
5．下列可被工业上采用的冶金方法是( )
A．电解熔融的氯化铝制铝
B．电解熔融的氯化镁制镁
C．电解氯化钠溶液制钠
D．高温下用H2还原氧化镁制镁
解析：选B 氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，A错误；电解氯化钠溶液的产物是H2、Cl2、NaOH，不能得到钠，C错误；H2还原氧化镁不能制得镁，D错误。
6．聚丙烯酸酯的结构简式可表示为 ，由丙烯酸酯加聚得到。下列关
于聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )
A．属于高分子化合物
B．链节为—CH2—CH—
C．单体为CH2===CH—COOR
D．n为聚合度
解析：选B 依据高分子化合物聚丙烯酸酯的结构简式，可确定其链节为CH2CHCOOR，单体为CH2CHCOOR，n为聚合度，故B不正确。
7．某燃煤发电厂的废气中有SO2，它是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。下图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是( )
A．此过程中既有分解反应，也有化合反应
B．CaSO4既是氧化产物，又是还原产物
C．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D．理论上整个过程每转移电子1 mol，会对应生成1 mol CO2
解析：选D A项，CaCO3受热分解成CaO和CO2，CaO和SO2反应生成CaSO3，CaSO3和O2反应生成CaSO4，所以过程中有分解反应和化合反应；B项，CaSO3和O2反应生成CaSO4，CaSO4既是氧化产物又是还原产物；C项，此过程可以吸收SO2，减少酸雨的形成；D项，根据反应得关系式2CO2～O2，即每转移2 mol电子，会对应1 mol CO2
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，符合题意。
8．海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
B．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
C．实际生产中常选用Ca(OH)2作为沉淀剂
D．工业生产中电解氯化镁溶液的方法制取镁
解析：选D A项，粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后再加盐酸除去杂质，后经过蒸发结晶等操作进行提纯，正确；B项，向苦卤中通入Cl2置换出溴单质，分离得到溴，正确；C项，工业生产常选用石灰乳作为沉淀剂，而不用氢氧化钠，正确；D项，工业生产镁常用电解熔融氯化镁的方法冶炼，错误。
9．从海水中提取溴常用的一种工艺涉及以下过程：①氧化，用Cl2将海水中的NaBr氧化成Br2；②将海水浓缩；③提取，用Cl2将HBr氧化成Br2得到产品；④富集，用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2水溶液反应生成HBr。则正确的步骤为( )
A．②①③④ B．①②③④
C．③②①④ D．②①④③
解析：选D 海水提溴的主要工艺流程为：
海水浓缩Br2溴蒸气HBrBr2。
10．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的物质，即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有( )
A．CO2和H2O B．CO和CH3OH
C．CH3OH和H2 D．H2和CO2
解析：选B CH2===C(CH3)COOCH3与CH3CCH比较多1个“C2H4O2”，B项中CO与CH3OH物质的量之比为1∶1时恰好符合“C2H4O2”的组成。
11．我国古代制得的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子。其冶炼方法是：将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)以及木炭按一定比例混合，加热至800 ℃左右，即炼出闪烁着金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是( )
①“药金”是铜锌合金 ②冶炼过程中炉甘石直接被木炭还原，有锌生成 ③用火焰灼烧法可区分黄金和“药金” ④用稀HNO3能区别黄金和“药金” ⑤
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表面有黑色氧化物的是“药金”，用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜，但可能显示出铜红色
A．①② B．①③④⑤
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：选B ZnCO3ZnO＋CO2↑，故②错误；因为“药金”是铜锌合金，故灼烧时生成CuO、ZnO且溶于稀HNO3。
12．工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是( )
A．制取镁：海水Mg(OH)2MgOMg
B．冶炼铝：铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al
C．制溴：浓缩海水Br2HBr(aq)Br2
D．制碘：海带海带灰I2(aq)I2
解析：选C A项制取Mg应电解MgCl2；B项制取Al应电解Al2O3；D项热裂汽油与I2反应，应用CCl4或苯萃取。
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
13．(6分)阅读下面的叙述，回答有关问题。
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。
(1)下面有关“生物质能”的说法，不正确的是________。
A．利用生物质能就是间接利用太阳能
B．生物质能源是可再生的能源
C．生物质能源是解决农村能源的主要途径
D．生物质能的缺点是严重污染环境
(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中，错误的是________。
A．沼气是一种清洁的能源
B．使用沼气作能源可以保护森林
C．使用沼气给农民的生活带来了不便
D．使用沼气是对化学能的充分利用
解析： (1)生物质的利用形式有多种，不一定是燃烧，不一定对环境有污染，D错误。
(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用，进而保护森林。
答案：(1)D (2)C
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14．(6分)能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，该反应要吸收大量的热，反应式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)。
根据上述内容回答下列问题：
(1)下列叙述中，正确的是________。
A．电能是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是________。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取H2
解析：(1)由题给信息可知水力、天然气是一级能源；电能是依靠煤燃烧的热能或水力、风能、核能等转化而制得的能源；水煤气是一氧化碳和氢气的混合气，它由焦炭和水蒸气在高温下反应生成，故电能和水煤气均是二级能源。
(2)水本身并不能燃烧，水分解后生成的氢气才可以燃烧放出热量，而水的分解是吸热反应。在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物。
答案：(1)AC (2)AC
15．(8分)我国北方大部分地区出现严重空气污染，其主要原因是化石燃料的大量使用。提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，已成为人类面临的重大挑战。
(1)氢气是人类理想的能源。为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是________(填序号)。
①电解水 ②锌与稀硫酸反应 ③光解海水
制得氢气后还需要解决的问题是____(写出其中一个)。
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
葡萄糖
b．CO2＋3H2CH3OH＋H2O
c．CO2＋CH4CH3COOH
d．2CO2＋6H2CH2===CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。
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解析：(1)①②都不符合经济原则，③既可开发又较经济。制得氢气后需要解决的问题是贮存和运输。
(2)节能中的“能”指人类提供的能量。利用太阳能是最节能措施之一，而光合作用就是充分利用太阳能；原子利用率最高的化学反应是产物只有一种的化合反应、加成反应、加聚反应等。a利用太阳能，最节能；c中无副产物，原子利用率最高。
16．(10分)“铝热反应”的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
——
(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法：_______________________
________________________________________________________________________。
(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，当观察到________时，说明熔融物中含有金属铝。
(4)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的____(填字母)，理由是________________________________________________________________________。
A．浓硫酸 B．稀硫酸
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C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
解析：(1)铁在1 535 ℃熔化，而铝的熔点为660 ℃，所以铁熔化时铝也熔化，得到铁铝合金。
(2)验证产物中含铁最简单的方法就是利用磁铁吸引。
(3)根据铝能与碱反应的性质，使样品与NaOH溶液反应，若有H2生成，则可证明样品中含有铝。
(4)溶解铁、铝合金最好使用稀硫酸，因为浓硫酸可使铁、铝钝化，稀硝酸反应会产生NO气体，NaOH溶液不能溶解铁。
答案：(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝与生成的铁熔合在一起
(2)用磁铁吸引，若能被吸附，说明有铁生成
(3)NaOH溶液 有气泡生成
(4)B 稀硫酸能完全溶解此熔融物，并且不造成环境污染
17．(10分)以下为工业从海水中提取液溴的流程图：
已知：溴的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性。请回答：
(1)某同学利用“图1”装置进行步骤①至步骤④的实验，当进行步骤①时，应关闭活塞____________，打开活塞____________。
图1
(2)步骤②中可根据________________________现象，简单判断热空气的流速。
(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是________________________________。
(4)从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是______________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤⑤用“图2”装置进行蒸馏，蒸馏烧瓶中尚未安装温度计，安装其位置时应注意________，装置C中直接加热不合理，应改为______，蒸馏时冷凝水应从______端进入(填“e”或“f”)，图中E、F的作用是_____________________、_____________________。
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图2
解析：(1)根据提取溴的流程图，操作是制取Br2→吹出Br2→用SO2富集溴→用氯气把Br－氧化，进行步骤①时，通入氯气，因此关闭bd，打开ac，因为氯气有毒，尾气必须处理。(2)通入热空气的目的，是把溴吹入到B装置中，因此判断热空气流速，可以通过观察气泡产生快慢来判断。(3)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴水显(橙)黄色，当反应完全后溶液的颜色褪去。(4)海水中含Br－的百分含量很低，通过一系列的反应，可以提高溴的含量，因此“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是富集溴或浓缩Br2。(5)蒸馏实验时，温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近，目的是测气体的沸点，溴的沸点为59 ℃，直接加热不利于温度的控制，可能造成溴单质中含有大量水分，因此采用水浴加热，蒸馏时为了增强冷凝效果，应从下口入水，从上口流出，即从f端进入，E的作用是收集液溴，但溴有毒，必须处理尾气，因此F的装置作用是吸收尾气。
答案：(1)bd ac (2)A中气泡产生的快慢
(3)B中溶液褪色 (4)浓缩Br2或富集溴
(5)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近 水浴加热 f 收集溴 吸收尾气
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