下载文档原格式
11-1开发利用金属矿物和海水资源一、选择题1．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、淡水解析：A、B、C中的金属或非金属单质需加入氧化剂或电解法制取，均为化学变化；而D中的食盐和淡水是利用蒸发原理制取的，为物理变化。
答案：D2．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用，下列认识正确的是( ) A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其活泼性无关B．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C．工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、AlD．工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4解析：选项A，Au是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu、Fe、Al等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关；选项B，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法；选项C；AlCl3是共价化合物，电解熔融AlCl3得不到Al；选项D，将Cu在空气中充分燃烧后转化为CuO，CuO与稀H2SO4反应即可得到CuSO4。
答案：D3．海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很高，其中成本很高的步骤在于( )A．从海水中富集含微量元素的化合物B．使含微量元素的离子沉淀C．对含微量元素的混合物进行提纯D．从化合物中冶炼这些单质解析：海水中金、铀等微量元素的总量很大，但由于海水总量极大，故其浓度很低，而富集微量元素的化合物很困难，成本很高。
答案：A4．(2013·福建省厦门第六中学高三12月月考)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼的工艺流程如下：下列叙述正确的是( )A ．试剂X 可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B ．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C ．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D ．反应②的化学方程式为：NaAl(OH)4＋CO 2＝Al(OH)3↓＋NaHCO 3 答案：D5．冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法 ②水煤气(或氢气、一氧化碳)法 ③活泼金属置换法 ④电解法，这4种方法在工业上均有应用。
第一节开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)【学习目标】掌握海水资源开发利用的方法【基础知识】１．海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的，具有十分巨大的开发潜力．仅以海水资源为例，海水和海水具有非常广阔的前景．海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总淡淡量的97%。
海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微量元素。
２．海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的____________和，ＨＯＣｌＮａＫＣａＳＣＦＢＢｒＳｒ等种元素超过总量的；微量元素计多种．虽然海水中的元素种类，总储量，但富集程度却．３．海水资源的利用（１）海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括和等。
海水淡化的途经：从海水中提取或从海水中把都可以达到淡化海水的目的．海水淡化的方法：主要有、、等．其中的历史悠久，技术和工艺也比较完善，但。
因此，海水淡化同结合、同结合，成为海水综合利用的重要方向。
（２）海水化学资源的利用【科学探究】１、海水提溴实验方案：⑴用法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
⑵向酸化的海水中通入适量的，使溴离子转化为溴单质。
⑶向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛溶液的吸收塔内。
⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。
⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的单质。
化学方程式： 2NaBr＋Cl2＝；Br2＋SO2＋2H2O＝；2HBr＋Cl2＝；【科学探究】２、海带中碘元素的检验【自主探究】常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?________________________________________________________________________【自我测试】1．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的有( )A．海洋约占地球表面积71％，水储量达1．3×109亿吨，故人类不存在缺水问题B．海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物2．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 ( )B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获得淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子3．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。
第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用基础巩固1金属冶炼的实质是()A.金属元素失去电子B.金属元素获得电子C.金属元素被氧化了D.金属元素可能被氧化了,也可能被还原了,其化合价为正价,在冶炼过程中得电子被还原。
2铝用来焊接钢轨是利用()A.铝与氧气反应生成稳定的保护层B.铝是热的良导体C.铝是强还原剂,铝热反应放热D.铝合金强度大,铝热反应放出大量的热,可达到很高的温度,生成了Al2O3和液态铁,从而将钢轨焊接在一起。
3已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系,请你推测:下列事件发生在铁器时代之前的是()A.金属铝的冶炼B.青铜器时代C.金属钾的使用D.戴维发现金属钠,即金属越不活泼越易被还原成金属单质,被发现和使用的越早,比铁不活泼的金属在四个选项中只有Cu,故选B。
4下列金属冶炼的反应原理,错误的是()A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.MgO+H2Mg+H2OC.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO2Hg+O2↑、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属不能用普通的还原剂把它们还原出来,一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。
Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属可以用还原剂(如CO、H2、C)等高温还原的方法冶炼,必要时再用其他方法(比如铜的精炼)进一步精炼。
更不活泼的金属由于它们的化合物更不稳定,因此一般采用热分解法冶炼。
5下列说法正确的是()A.有些活泼金属如铝可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.回收旧金属不如冶炼矿石更经济解析铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,A项正确;电解NaCl溶液不能得到金属钠,金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取,B项错误;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还原出来,C项错误;D项,回收金属有很好的经济效益和社会效益。
学问点：高考化学之化学及自然资源的开发利用要点汇总！化学及自然资源的开发利用✪第一节：开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用1、金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。
2、金属冶炼的涵义：简洁地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。
金属冶炼的本质是把金属元素从化合态复原为游离态，即3、金属冶炼的一般步骤：〔1〕矿石的富集：除去杂质，进步矿石中有用成分的含量。
〔2〕冶炼：利用氧化复原反响原理，在肯定条件下，用复原剂把金属从其矿石中复原出来，得到金属单质〔粗〕。
〔3〕精炼：采纳肯定的方法，提炼纯金属。
4、金属冶炼的方法〔1〕电解法：适用于一些特别活泼的金属。
〔2〕热复原法：适用于较活泼金属。
常用的复原剂：焦炭、CO、H2等。
一些活泼的金属也可作复原剂，如Al，〔3〕热分解法：适用于一些不活泼的金属。
5、〔1〕回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，削减环境污染。
〔2〕废旧金属的最好处理方法是回收利用。
〔3〕回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。
二、海水资源的开发利用1、海水是一个远未开发的宏大化学资源宝库。
海水中含有80多种元素，其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高，其余为微量元素。
常从海水中提取食盐，并在传统海水制盐工业根底上制取镁、钾、溴及其化合物。
2、海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
其中蒸馏法的历史最久，蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点，液态水变为水蒸气及海水中的盐别离，水蒸气冷凝得淡水。
3、海水提溴有关反响方程式：①2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br24、海带提碘海带中的碘元素主要以I－的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。
第十一章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用．下列认识正确的是 ( )A ．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界分布无关B ．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C ．工业上可用电解熔融态的MgCl 2、AlCl 3来制备Mg 、AlD ．工业上可用空气、Cu 、稀硫酸来制备CuSO 4解析：选项A ，Au 是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu 、Fe 、Al 等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关．选项B ，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法．选项C ，AlCl 3是共价化合物，电解熔融AlCl 3得不到Al.选项D ，将Cu 在空气中充分燃烧后转化为CuO ，CuO 与稀H 2SO 4反应即可得到CuSO 4.答案：D2．目前，从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3左右，常用的方法之一是用氧化剂把Br －氧化成单质溴，再通入热空气把溴蒸气吹出，这一反应中常使用的氧化剂是( )A ．O 2B ．Cl 2C ．浓硫酸D ．浓硝酸解析：把Br －氧化成Br 2，常用的氧化剂是Cl 2.答案：B3．下列说法不．正确的是 ( ) A ．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B ．用电解熔融NaCl 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 ．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析：本题主要考查金属的冶炼方法．铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3；电解NaCl 溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融的NaCl 的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物．答案：C4．若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不．可行的是 ( ) A ．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B ．利用太阳能使海水蒸馏淡化C ．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D ．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子解析：明矾净水的原理是水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附悬浮物作用，而对海水中的无机离子起不到任何作用．答案：A5．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 ( )A ．MnO 2B ．WO 3C ．Cr 2O 3D ．Co 3O 4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越高，变为单质时需获得的电子越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，耗铝越少．以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋83)．Co 化合价最低，耗铝最少．答案：D6．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称．海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘．提取碘的途径如下所示：干海带――→焙烧海带灰――→水水溶液――→氧化 ――→A ――→B ―→碘单质下列有关叙述正确的是 ( )A ．碘元素在海水中也有游离态存在B ．在提取的过程中用的氧化剂可以是H 2O 2C ．操作A 是结晶或重结晶D ．B 是提纯操作，常用蒸馏或分馏解析：碘在海水中只以化合态(I －)存在，没有游离态，A 错误．操作A 是萃取，操作B 是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，A 、C 、D 都是错误的．答案：B7．从海水中提取单质镁，下列途径正确的是 ( )A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解Mg B ．海水――→HClMgCl 2――→电解Mg C ．海水――→石灰乳 Mg(OH)2――→HCl MgCl 2――→电解Mg D ．海水――→Cl 2 MgCl 2――→电解Mg 解析：首先向制盐剩下的苦卤里加入熟石灰，得Mg(OH)2，再用盐酸溶解Mg(OH)2得MgCl 2，电解融熔MgCl 2得Mg.答案：C8．工业上先后用下列方法制备金属钠：①用石墨作电极电解熔融氢氧化钠制钠 ②铁与熔融氢氧化钠作用制钠：3Fe ＋4NaOH=====1 100℃Fe 3O 4＋2H 2↑＋4Na ↑ ③电解熔融氯化钠下列有关说法正确的是 ( )A ．电解熔融氢氧化钠制钠的反应为：4NaOH(熔融)=====电解4Na ＋2O 2↑＋2H 2↑B ．在电解熔融氯化钠的电解槽(如右图)中，石墨为阳极，铁为阴极C ．电解熔融氯化钠时，Na ＋向阳极移动D ．方法①与②制得等量的钠，两反应中转移的电子总数相等解析：A 项中阳极反应4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O ，阴极反应：4Na ＋＋4e －===4Na ，因此不可能有H 2产生，C 项中Na ＋应向阴极移动，D 项中方法①每生成1 mol Na ，需转移1 mol 电子，方法②需转移2 mol 电子．答案：B9．中国新闻网曾报道，位于广东省阳江海域的“南海一号”宋代商船，此前曾打捞出金、银、铜、铁、瓷类文物4000余件，文物界专家认为，“南海一号”价值不亚于兵马俑．下列有关推断不．正确的是 ( ) A ．金、银、铜、铁等属于过渡金属B ．瓷类器件的主要成分是硅酸盐C ．用硝酸可以检验金制品和铜制品D ．金属在海水中不容易腐蚀解析：金、银、铜、铁均属过渡金属，A 正确；瓷器的主要成分是硅酸盐，B 正确；硝酸与Cu 能发生反应，而不与金反应，故C 正确；金属在海水中容易发生电化学腐蚀，D 不正确．答案：D10．铜的冶炼过程大致可分为：①富集，将硫化物矿进行浮选；②焙烧，主要反应为：2CuFeS 2＋4O 2===Cu 2S ＋3SO 2＋2FeO(炉渣)；③制粗铜，在1200℃发生的主要反应为：2Cu 2S ＋3O 2===2Cu 2O ＋2SO 2；2Cu 2O ＋Cu 2S===6Cu ＋SO 2↑；④电解精炼铜．下列说法正确的是 ( )A ．冶炼过程中的尾气可用来制硫酸B ．上述过程中，由1 mol CuFeS 2制取1 mol Cu 时共消耗2 mol O 2C ．在反应2Cu 2O ＋Cu 2S===6Cu ＋SO 2↑中，只有Cu 2O 作氧化剂D ．电解精炼铜的过程中，每转移1 mol 电子时，阳极溶解铜的质量为32 g解析：1 mol CuFeS 2反应，焙烧时需要氧气2 mol ；生成的Cu 2S 转化为Cu 2O 还需要氧气，B 不正确．C 项中作氧化剂的除Cu 2O 外还有Cu 2S ，C 不正确．电解精炼铜时阳极除溶解铜外还溶解比较活泼的金属，当转移1 mol 电子时，溶解铜的物质的量小于0.5 mol ，D 不正确．答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)阅读以下内容，回答问题．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H 2，或CO)法；③活泼金属置换法；④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)．A ．O 2、CO 2B ．O 2、COC ．CO 2、COD ．CO 、CO 2(2)下列说法错误的是________(填序号)．A ．对废旧金属的最好处理方法是回收、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TiCl 4＋2Mg=====△Ti ＋2MgCl 2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D ．CO 2气体中解析：(1)CO 2＋C=====△2CO ，CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2.(2)活泼金属的冶炼方法主要为电解法，如Na 、Mg 、Al 的冶炼分别电解熔融的NaCl 、 MgCl 2、Al 2O 3.(3)空气中的N 2、O 2、CO 2气体在加热的条件下均与镁反应，故应在稀有气体中进行． 答案：(1)C (2)C (3)A12．(11分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在．实验室里从海藻中提取碘的流程如下图所示：(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称①________；写出过程②中有关反应的离子方程式：__________________________.(2)提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为________．A．酒精、四氯化碳B．四氯化碳、苯C．汽油、醋酸D．汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，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、物品，尚缺少的玻璃仪器是____________．解析：(1)从提取碘的流程图上看出，操作①是将固体(残渣)和液体(含I－的溶液)分离开的操作，即为过滤．反应②是用Cl2将I－氧化成I2的反应．(2)利用I2在有机溶剂(如CCl4、苯)中的溶解度远大于在水中的溶解度，用有机溶剂将碘水中的碘提取出来，其中，酒精、甘油、醋酸均与水互溶，不能萃取碘水中的碘．(3)操作①中缺少漏斗，操作③中缺少分液漏斗．答案：(1)过滤2I－＋Cl2===I2＋2Cl－(2)B(3)漏斗、分液漏斗13．(11分)在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验．甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案．甲：①CuO溶于适量稀硫酸中．②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜．乙：①铁与稀硫酸反应得氢气②将氢气通入氧化铜中并加热，充分反应后即得纯净的铜．(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系________(填选项的标号)．A．相同B．甲多C．乙多D．以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案所制得的铜都难以保证铜的纯度，应对上述两种方案加以完善，甲同学的方案不完善的原因____________________________．完善甲同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入_____________________________，不断搅拌，然后__________________即得到纯净的铜．解析：甲的方案中用过量的铁置换出铜，会使得到的铜中含杂质铁，乙的方案由于用H2还原CuO时H2利用率太低，故用同样的H2SO4所得H2再去还原CuO，所得Cu 将很少．答案：(1)B(2)甲同学的方案制得的铜中可能混有铁并且没有洗涤过量稀硫酸过滤、洗涤、烘干14．(16分)以海水为原料获取金属镁，其中重要的一步是获得无水MgCl2，然后通过电解法制得金属镁．请回答下列问题：(1)使氯化镁晶体失去结晶水的方法是__________，选择电解MgCl2制金属镁而不选用MgO的主要理由是___________________________________________.(2)某兴趣小组同学取用80.00 g的MgCl2溶液(含镁元素质量分数为15.00%)，将其小心蒸干得49.25 g固体(其成分表示为Mg x(OH)y Cl z·n H2O)，为研究其组成进行了如下实验：实验一：将所得固体全部溶于100 mL 1.50 mol/L的盐酸中，再加水稀释至500 mL，则溶液的pH为1；实验二：取实验一稀释后的溶液50 mL向其中加入足量的AgNO3溶液得沉淀12.915 g.①你认为上述两实验是否有必要都做？理由是___________________________________________________________________________________________________；②所得固体中Cl－的物质的量为__________ mol；③试通过计算确定固体的化学式________________________________________．解析：(1)使氯化镁晶体失去结晶水的方法是在HCl气氛中加热，否则氯化镁会水解；选取电解氯化镁而不选用氧化镁的原因是MgO熔点比MgCl2高，熔化时能耗高．(2)②固体中Cl－的物质的量为12.915 g143.5 g/mol×500 mL50 mL＝0.9 mol.③n(Mg2＋)＝0.5 mol，n(OH－)＝0.1 mol，n(Cl－)＝0.9 mol，n(H2O)＝0.2 mol，故n(Mg2＋)∶n(OH－)∶n(Cl －)∶n(H2O)＝0.5∶0.1∶0.9∶0.2＝5∶1∶9∶2，即化学式为：Mg5(OH)Cl9·2H2O.答案：(1)在HCl气氛中加热MgO熔点比MgCl2高，熔化时能耗高(2)①没有必要．因为Mg2＋的量已知，故OH－、Cl－的量只要确定一个，再运用电荷守恒即可求得另一量．②0.9③Mg5(OH)Cl9·2H2O。
