第八章　第一节　第1课时　金属矿物、海水资源的开发利用（含答案)

第一节　自然资源的开发利用
第1课时　金属矿物、海水资源的开发利用
题组一　金属冶炼的原理及方法
1．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是(　　)
A．金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质
B．用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属Fe
C．通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na
D.冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜
2．(2022·福建泉州七中高一期中)下列金属冶炼的反应原理不正确的是(　　)
A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
C．2HgO2Hg＋O2↑
D．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑
题组二　合理开发和利用金属矿物资源
3．(2022·济南高一检测)钛(Ti)有“未来钢铁”之称，工业上常以反应：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2获得海绵状钛，该反应进行时是在(　　)
A．稀有气体中 B．空气中
C．氮气中 D．CO2气体中
4．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是(　　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2Mg
5．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；
②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；
③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑；PbO＋COPb＋CO2。
下列说法正确的是(　　)
A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B．将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳
C．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO
D．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子
题组三　海水资源的利用
6．海洋又被称为绿色宝库，下列关于海洋的说法正确的是(　　)
A．海洋约占地球表面积的71%
B．海水中元素仅为有限的十几种
C．蒸馏是海水淡化的唯一方法
D．海水因有腐蚀性而不能冷却循环使用
7．(2022·广东实验中学高一期中)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．①的操作是先通入足量的CO2
B．鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液可以用澄清石灰水
C．在步骤③中，SO2水溶液吸收Br2后，溶液的pH减小
D．向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2，工业上常用电解熔融的Mg(OH)2来制取镁
8．如图所示，NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是(　　)
A．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂
B．25 ℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3大
C．Cl2与过量的铁反应生成FeCl2
D．图示转化反应都是氧化还原反应
9．(2022·长春高一期末)化学要研究如何合理、高效地利用金属矿物。下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝相同的是(　　)
A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
B．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2Ag2O4Ag＋O2↑
10．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：
下列说法错误的是(　　)
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
11．诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O
③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl
④H2MoO4MoO3＋H2O
⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼
则下列说法正确的是(　　)
A．MoS2煅烧产生的尾气可直接排放
B．MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物
C．H2MoO4是一种强酸
D．利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2
12．(2022·北京市第十二中学高一期中)从海带中提取I2的实验方案如下。下列说法中不正确的是(注：分液是使用分液漏斗分离两种互不相溶液体的操作)(　　)
A．实验方案中2次使用到过滤操作
B．向滤液中加入双氧水的作用是将I-氧化为I2
C．I-和IO在酸性条件下发生反应的离子方程式为I-＋IO＋2H＋===I2＋H2O
D．含I2的溶液经3步转化为I2的悬浊液，其目的是富集碘元素
13．海水提镁的主要流程如下：
下列说法正确的是(　　)
①试剂M是盐酸　②流程中的反应全部都是非氧化还原反应　③操作b只是过滤　④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A．①②③④⑤ B．②③
C．④⑤ D．①④⑤
14．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作为__________，所用到的玻璃仪器是______________
______________________。
(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有________，固体N是________。
(3)滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为__________，它属于________(填“酸”“碱”或“盐”)类物质。
(4)实验室里常往AlCl3溶液中加入________(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3。
15．(2022·广州市第九十七中学高一期中)海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题：
(1)请列举除蒸馏法外海水淡化的一种方法：__________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅰ中，粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，精制时常用的试剂有①稀盐酸；②氯化钡溶液；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序正确的是________(填字母)。
A．①②③④ B．②③④①
C．②④③① D．③④②①
(3)步骤Ⅱ已经获得Br2，步骤Ⅲ又将Br2还原为Br-，其目的是____________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)写出步骤Ⅲ反应的离子方程式：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
第1课时　金属矿物、海水资源的开发利用
1．C　2.D
3．A　[因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应，所以应选择没有这些气体存在的反应环境，故A正确。]
4．D　[海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，故工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。]
5．B　[浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；将1 mol PbS冶炼成Pb的过程中，根据化学方程式得出，2PbS～2PbO～C～2Pb,1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 mol碳，即需要6 g碳，故B正确；方铅矿焙烧反应：2PbS＋3O22PbO＋2SO2中，PbS中S元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故C错误；整个冶炼过程中，根据Pb原子守恒，1 mol PbS转化为1 mol PbO，转移电子6 mol,1 mol PbO转化为1 mol Pb，转移电子2 mol，所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子，故D错误。]
6．A　7.C　8.A
9．B　[Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为湿法炼铜，A错误；电解熔融态氯化钠冶炼金属钠，和冶炼铝的方法相同，B正确；高炉炼铁采用热还原法冶炼金属铁，C错误；加热分解氧化银冶炼金属银为热分解法，D错误。]
10．C　[反应①后的体系中含有固体SiO2，需要过滤除去，反应②后的体系中含有Fe(OH)3沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2的形式存在，其中铝元素的化合价都是＋3价，B正确；由NaAlO2制备Al(OH)3需要通入过量CO2，C错误；由Al(OH)3制备Al2O3，加热即可，D正确。]
11．D　[A项，生成物SO2对环境污染严重，不符合题意；B项，根据②可知，MoO3与碱反应生成盐和水，故MoO3不属于碱性氧化物，不符合题意；C项，根据反应③H2MoO4是一种不溶性酸，溶液中c(H＋)不可能很大，故H2MoO4不可能是强酸，不符合题意；D项，1 mol H2、1 mol CO和1 mol Al作还原剂时，失去的电子数分别为2NA、2NA和3NA，还原等量的MoO3时，则H2、CO和Al转移电子数相同，此时n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2，符合题意。]
12．C　[根据分析可知，海带灰加热水后过滤得到滤液，I2的悬浊液过滤，分离得到粗碘，因此实验方案中2次使用到过滤操作，A正确；I－具有还原性，在酸性条件下被H2O2氧化为I2，B正确；I－和IO在酸性条件下发生反应，正确的离子方程式为5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，C错误；含I2的溶液经3步转化为I2的悬浊液，其目的是提高I2的浓度，达到富集碘元素的目的，D正确。]
13．D　[电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的；操作b应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，因此③是错误的。]
14．(1)过滤　烧杯、漏斗、玻璃棒　(2)Fe2O3　Al2O3　(3)NaAlO2　盐　(4)氨水
解析 　铝土矿中加入浓NaOH溶液，Fe2O3和氢氧化钠不反应，氧化铝与NaOH反应生成NaAlO2，步骤Ⅰ利用过滤除去Fe2O3等不溶物，沉淀M为氧化铁等不溶物，滤液X含有偏铝酸钠；步骤Ⅱ通入二氧化碳将AlO转化为氢氧化铝沉淀，过滤得氢氧化铝，加热分解氢氧化铝得到氧化铝。(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中分离固体与溶液的方法为过滤，所用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)由工艺流程可知，沉淀M中还含有Fe2O3，固体N为Al2O3。(3)由工艺流程可知，滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为NaAlO2，NaAlO2属于盐。(4)氢氧化铝溶于强碱，实验室通常用氨水与氯化铝制备氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。
15．(1)电渗析法(或离子交换法等)　(2)BC　(3)浓缩、提纯溴元素(或富集溴元素)　(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO