8.1 自然资源的开发利用 同步练习 下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

8.1 自然资源的开发利用
一、单选题（共12题）
1．下列物质的制备线索中，方案合理且最符合绿色化学要求的是
A．SSO3H2SO4
B．N2NO2HNO3
C．海水Mg(OH)2MgCl2溶液→无水MgCl2Mg
D．H2HCl氯乙烷
2．下列说法不正确的是
A．生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱、石英
B．湿润的红色石蕊试纸遇氯气，红色消失，是因为氯气具有漂白性
C．氯化铁溶液可用于制作印刷电路板
D．工业上可采用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜
3．工业上常用电解法冶炼的金属为
A．镁 B．铁 C．铜 D．银
4．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
下列叙述正确的是
A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3
C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3
5．我国古代科技高度发达，在世界科技史上占有重要地位。下列图示对应的说法错误的是
A．司南之“勺”(由磁石制成)的主要成分为
B．后母戊鼎(由青铜制成)的主要组分为和
C．唐三彩凤首壶(唐代陶瓷制品)的主要成分属于硅酸盐
D．水晶七梁冠(明代艺术品)的主要成分为
6．类推的思维方法可解决不少化学问题，但类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，你认为正确的是
A．沸点HBr＞HCl，则同族元素氢化物沸点HCl＞HF
B．Fe3O4可表示为FeO Fe2O3，则Pb3O4可表示为PbO Pb2O3
C．CO2与Na2O2反应只生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应也只生成Na2SO3和O2
D．因为N元素的非金属性比P元素强，所以HNO3的酸性强于H3PO4
7．下列说法正确的是
A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金
B．不锈钢是最常见的新型合金
C．新型合金主要应用于航天航空﹑生物工程等领域
D．碳纤维复合材料属于新型合金材料
8．下列说法不正确的是
A．炼铁高炉中石灰石在高温下分解生成的氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣
B．铜盐能杀死某些细菌，并能抑制藻类生长，因此游泳馆常用硫酸铜作池水消毒剂
C．光导纤维导电能力很强，它主要由二氧化硅制造而来
D．铝粉和氧化铁的混合物发生铝热反应可用于焊接铁轨
9．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是
A．过程①中除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、SO等杂质，加入的药品顺序为：碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液
B．氯碱工业的产品可以用于生产漂白粉
C．过程②中结晶出的 MgCl2·6H2O 加热脱水制得无水 MgCl2
D．在过程③④⑤中溴元素均被氧化
10．下列说法正确的是
A．镁铝合金熔点高，硬度大，常用作耐高温材料
B．金属钠可以与钛、锆、铌、钽等氯化物的水溶液反应制得对应金属
C．工业上金属冶炼常用的方法有高温还原法、电解法和湿法冶金等
D．预热的铁丝能在氯气中燃烧，生成棕褐色的烟雾
11．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是（ ）
A．金属冶炼方法由金属活动性决定
B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差
C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D．该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
12．下列物质属于纯净物的是
A．铝热剂 B．酒精 C．水玻璃 D．水煤气
二、填空题（共4题）
13．镁及其合金是用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。如图是工业上提镁的流程。
（1）电解熔融MgCl2制金属镁的化学方程式是________。
（2）“反应池’→……→‘中和’”过程的主要作用：①除去海水中的其他杂质；②________。
（3）“中和”时，Mg（OH）2与盐酸发生反应的离子方程式是________。
（4）在上述流程中，可循环使用的物质是________。
14．(1)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO-、OH-、、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式：_______。
②若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为_______mol。
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，原因是_______。
(2)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法：
①向海水中通入Cl2将海水中溴化物氧化。
②向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，其化学方程式为_______。
③将②所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴后，还可得到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为_______。
15．金属冶炼常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_______。
a. b. c. d.
(2)辉铜矿(主要成分是)可用于火法炼铜，反高温应的化学方程式为，该反应的氧化剂是_______，当有发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为_______。
16．制取非金属单质(如、和等)与制取金属单质的化学原理类似，也是主要利用氧化还原反应，采用热分解、置换、电解等方法，使非金属元素由化合态转变为游离态。请结合具体实例，写出有关反应的化学方程式_____________。
三、计算题（共4题）
17．某磁铁矿石样品中含76%，其他不含铁的杂质24%。计算这种矿石中铁的质量分数。某炼铁厂用这种磁铁矿石冶炼生铁。该厂日消耗这种磁铁矿石10000t，该厂理论上年产含铁96%的生铁的质量是多少___________(一年按360天计)？
18．铝土矿的主要成分是氧化铝(Al2O3)，在工业上是采用电解氧化铝的方法得出金属铝。
(1)在氧化铝中铝元素与氧元素的质量之比是__________？
(2)用两种方法计算用170 t含氧化铝80%的铝土矿，理论上可冶炼出金属铝__________吨？
19．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“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 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 -
I. ⑴某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答：_________________(填“合理”或“不合理)
⑵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。该实验所用试是_______________。
⑶实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
II．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－１的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：
⑴图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的化学方程式为__________________________________。
⑵在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式是
_______________ _______；
上述现象说明溶液中________ _________结合OH－的能力比_______强（填离子符号）。
（3） B与A的差值为_________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL
20．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）若取a g样品，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为b L，样品中铝的质量是______________g。
（2）若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：_______________________，氧化铁与铝的质量比是_____________。
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与（1）中所得气体的体积比c:b__________。
（4）用铝热法还原下列物质，制得金属各1mol，消耗铝最少的是____________
A．MnO2 B．Fe3O4 C．Cr2O3 D．V2O5
四、实验题（共4题）
21．利用铝热反应焊接钢轨的原理是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。某研究小组在实验室利用简易装置进行铝热反应。发现生成的铁呈疏松的褐色硬块。小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多，并进一步探究褐色硬块的组成。
（1）将褐色硬块处理成粉末状。研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性，实验方法是________，证明不含单质铝的现象是_____________。
（2）该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3，Al2O3。请以上述粉末为样品，验证其组成。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、过滤器；20% KSCN、3 mol·L－1NaOH、3 mol·L－1HCl、3 mol·L－1HNO3、3 mol·L－1CuSO4、0.01 mol·L－1KMnO4、蒸馏水。
根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。_____________。
实验操作 预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
步骤4：
22．工业生产中，海水提取溴常用空气吹出法。某化学实验小组设计了如下实验装置(夹持装置略去)模拟该法从浓缩的海水中提取溴。
已知：Br2的沸点为58.78℃，密度为3.119g·cm-3，微溶于水，有毒。
(1)实验步骤如下：
①关闭活塞b，d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；
②关闭活塞___________，打开活塞___________，向A中鼓入足量热空气；
③关闭活塞b，打开活塞a，再通过A向B中通入足量Cl2；
④取B中所得溶液进行蒸馏，收集液溴。
(2)步骤①A中主要反应的离子方程式为___________。
(3)X试剂可以是___________(填序号)，步骤②B中X试剂与Br2发生反应的离子方程式为___________。
a．H2O b．饱和食盐水 c．饱和Na2SO3溶液
(4)该实验中尾气处理所用的Y溶液可以为___________。配制200mL1.00mol·L-1Y溶液，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒___________、___________等。
(5)步骤④蒸馏操作中应控制温度为___________。
23．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，实验室提供的试剂如下：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液。实验室提纯NaCl的流程如图：
(1)欲除去溶液I中的杂质，写出A所代表的多种试剂，按滴加顺序依次为Ⅰ.NaOH；Ⅱ.___________；Ⅲ.___________ (填化学式)。
(2)请写出下列试剂加入时发生反应的化学方程式：
①加入试剂I： ___________。
②加入盐酸：___________。
(3)操作a、b中均用到的玻璃仪器是___________、___________(填仪器名称)，操作c的名称为___________。
(4)若上述流程中未进行操作b，即直接向溶液I中加盐酸到pH为4.5，过滤，得到沉淀X和溶液Y，则沉淀X为___________(写化学式)。
24．粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥砂等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。回答下列问题。
(1)如何除掉粗盐中的可溶性杂质CaCl2、MgCl2、硫酸盐呢？请按要求填空：
杂质 加入试剂 (填化学式) 化学反应方程式
硫酸盐 ①______ 反应①_______
CaCl2 ②_______ 反应②_______
MgCl2 ③NaOH 反应③MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
(2)除杂时，为了将杂质尽可能除尽，加入的除杂试剂一般要过量，且应在后续步骤中除去。则在(1)中，加入试剂②的主要目的是___________；(1)中所加入的3种试剂的先后顺序为___________→___________→___________(选填序号)；经上述3种试剂除杂后的溶液中，还应加入适量的___________(填试剂名称)，再经过蒸发后可得到纯净的NaCl。
(3)实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程：①加热搅拌；②固定铁圈位置；③放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)；④放置酒精灯；⑤停止加热。其正确的操作顺序为___________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．D
5．B
6．D
7．C
8．C
9．B
10．C
11．C
12．B
13． ↑ 提高镁的含量 氯气
14． 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-═2+3Cl-+5H2O 0.15 该温度下，K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小 3Na2CO3+3Br2═5NaBr+NaBrO3+3CO2 5NaBr+NaBrO3+3H2SO4═3Br2+3Na2SO4+3H2O
15． bd 和 6
16．KClO32KCl+3O2↑、Cl2+2KBr=2KCl+Br2、2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
17．
18． 9∶8 72
19．I.（1）合理（2）NaOH溶液（3）B
II．（1）HNO3+NaOH=NaNO3+H2O（2）NH4++OH-=NH3 H2O，Al3+、Fe3+、H+；NH4+；（3）0.008 0.032 7
20． 0.8b 2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe 80:27 2:3 B
21． 取少量粉末加入NaOH溶液中 无气泡冒出
实验操作 预期现象和结论
步骤1：取少量粉末于烧杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分搅拌，过滤，洗涤 粉末减少，说明粉末中可能含有Al2O3
步骤2：取少量步骤1的滤液于试管中，逐滴滴加3mol/LHCl至过量 有白色沉淀产生然后沉淀又溶解，说明粉末中含有Al2O3
步骤3：将步骤1的滤渣转移到烧杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分搅拌，过滤，洗涤 有红色固体生成，说明粉末中含有Fe
步骤4：将步骤3的滤渣转移到烧杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分搅拌，再滴加少量20%KSCN 固体部分溶解，溶液变血红色，说明粉末中含有Fe2O3
22．(1) a、c b、d
(2)Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl-
(3) c Br2＋SO＋H2O=SO＋2Br-＋2H＋
(4) NaOH溶液 胶头滴管 250mL容量瓶
(5)59℃(58.78℃～60℃之间均可)
23． BaCl2溶液 饱和Na2CO3溶液 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 玻璃棒 烧杯 蒸发(结晶) BaSO4
24．(1) BaCl2 BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl Na2CO3 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
(2) 除去Ca2+，以及加入过量的Ba2+ ③或① ①或③ ② 盐酸
(3)④②③①⑤
答案第1页，共2页
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