8.1 自然资源的开发利用 同步测试
一、单选题
1.海水中含量最多的卤素是( )
A.氟 B.氯 C.溴 D.碘
2.下列说法错误的是( )
A.现代工业生产中芳香烃的主要来源于石油化工中的催化重整和裂化
B.含有两个及两个以上肽键的化合物遇双缩脲试剂时会呈现紫玫瑰色
C.等质量的聚乙烯、甲烷、乙烯分别充分燃烧,所耗氧气的量依次减少
D.以、等为基本原料,可以不通过光合作用合成淀粉
3.下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A.2HgO 2Hg+O2↑ B.2Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn
C.2MgO 2Mg+O2↑ D.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
4.我国许多城市已经推广使用清洁燃料,如压缩天然气(CNG)类,液化石油气(LPG)类,这两种燃料的主要成分是( )
A.醇类 B.一氧化碳 C.氢气 D.烃类
5.下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A.2HgO 2Hg+O2↑
B.4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn
C.2MgO 2Mg+O2↑
D.4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2
6.下列关于化学与生产、生活的认识错误的是( )
A.SO2和氮氧化合物(NOx)是形成酸雨的主要物质
B.煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程
C.葡萄糖、油脂、蛋白质都是高分子化合物
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
7.中华优秀传统文化涉及了很多化学知识。下列有关说法不正确的是( )
A.《神农本草经》中“石胆…能化铁为铜、成金银”描述的是湿法炼铜
B.《本草纲目拾遗》中对强水的记载:“性最猛烈,能蚀五金。”强水为强电解质
C.“火树银花合,星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能
D.刘长卿诗云“水声冰下咽,砂路雪中平”,固态冰转化为液态水需要吸热
8.下列有关石油和煤的利用叙述错误的是( )
A.煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解,得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B.煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等其液态物质的过程
C.煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D.石油通过裂化和裂解,可以得到短链的烯烃和烷烃
9.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
10.下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A.2Ag2O 4Ag+O2↑
B.2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
C.2MgO 2Mg+O2↑
D.4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2
11.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是( )
A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
B.反应①为置换反应
C.煤是一种纯净物
D.M为甲醇()时,反应②的化学方程式为
12.海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B.将氯气通入苦卤中发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
C.在工业上一般选用氢氧化钠溶液作为图示中的沉淀剂
D.某同学设计了如下装置制取无水MgCl2,装置A的作用是制取干燥的HCl气体
13.下列说法错误的是( )
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
D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等
14.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。(Ⅰ)工业电解氯化钠得金属钠:(Ⅱ)湿法炼铜;(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)高炉炼铁,对它们的冶炼方法的分析错误的是( )
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用③ C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用②
15.科学技术在不断探索中推动社会的发展,下列说法正确的是( )
A.石墨烯是一种复杂的有机高分子材料
B.奋斗者号潜水器外壳材料可用高纯铝制得
C.人造太阳使用的氕、氘、氚为同种核素
D.新合成的单三键交替碳环C18属于单质
16.目前世界上60%的镁是从海水中提取的.主要步骤如下:
下列说法错误的是( )
A.为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2,试剂①可选择石灰乳
B.加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤
C.加入试剂②反应的离子方程式为:OH﹣+H+=H2O
D.通过电解熔融的无水MgCl2得到48gMg,共转移4mol电子
17.下列有关金属冶炼的说法错误的是( )
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
②银可以采用热分解法,即通过加热制得
③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝
④高炉炼铁中利用焦炭直接将铁矿石还原为铁单质
⑤工业上可以用铝热反应来冶炼某些熔点较高的金属,如铬、锰
A.③④ B.①③ C.①②④ D.③⑤
18.海洋是巨大的资源宝库,从海水中提取的氯化钠是一种重要的化工原料。下列说法正确的是( )
A.利用日光和风力使海水蒸干,可以获得大量纯净氯化钠
B.工业上通过电解饱和氯化钠溶液来制取金属钠
C.氯化钠在日常生活中可用作调味剂,也可用作防腐剂
D.向饱和氯化钠溶液先通入过量,再通入氨气,会析出大量固体
19.利用自然资源制备相关化学物质,下列化工生产不可行的是( )
A.FeS2 SO2 H2SO3 H2SO4
B.石英砂 粗硅 粗SiCl4 高纯硅
C.提取食盐后的母液 含Br2的液体 粗Br2 Br2
D.铝土矿 NaAlO2(aq) Al(OH)3 Al2O3 Al
20.下列关于化石燃料的加工说法正确的( )
A.石油裂化主要得到乙烯
B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油
C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
二、综合题
21.21世纪是海洋的世纪。向海则兴、背海则衰。要提高海洋资源开发能力,着力推动海洋经济向质量效益型转变。下图涉及多个以海水为原料的生产流程。
完成下列填空:
(1)写出步骤③的化学方程式: 。
(2)工业上用Cl2与KOH(热溶液)制备KClO3,反应如下:Cl2+KOH→KCl+KClO3+H2O(未配平)上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为: 。
(3)下列说法错误的是
a.步骤④中实验室制取氯气的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+H2O。
b.步骤②既是离子反应又是氧化还原反应
c.步骤⑤中每有1mol SO2参加反应生成1mol SO转移2NA个电子。
d.第⑤⑥步骤的目的是进行溴的富集,提高Br2的浓度
(4)已知氨气极易溶于水,水溶液呈碱性,CO2在水中的溶解度不大,步骤②是在饱和食盐水中先通入NH3再通入CO2,原因是 。
(5)某同学将CO2通入500mLNaOH与Ca(OH)2的混合溶液中,通入CO2的体积(已换算成标况)与沉淀的量如图所示,写出c-d段发生的离子反应方程式: 。由图可知混合溶液中NaOH的物质的量浓度为 。
22.根据题目信息完成下列方程式。
(1)钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产的方法是:
第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下,通入Cl2制得TiCl4和一种可燃气体,该反应的化学方程式为: ;
第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。写出此反应的化学方程式: 。
(2)用100mL 0.1mol/L的NaOH溶液吸收224mLCO2气体(标准状况),恰好完全吸收。再将所得溶液加入100mL 0.1mol/L氢氧化钙溶液中。请写出所得溶液与氢氧化钙溶液反应的离子方程式: 。
23.从海水中可以获得淡水、食盐并可提取镁和溴等物质.
(1)海水淡化的方法主要有 (填一种);
(2)下列物质不需要经过化学变化就能从海水中获得的物质是 (填序号);
A.液溴 B.食盐 C.氢气 D.淡水
(3)从海水中提取溴和镁的流程如下:
①写出下列步骤的离子方程式或化学方程式,
步骤I的化学方程式: ,
步骤III的离子方程式: ,
步骤IV的化学方程式: .
②操作A是 ,操作B是 ,从步骤II得到的溶液中提取溴还需要进行的操作有: 、萃取、蒸馏.
24.海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化,该反应的离子方程式是 。
(2)如图是从海水中提取镁的简单流程。
①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是 ,操作A的名称是 。
②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是 。
(3)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。从海带中提取I2的过程如图所示:
①灼烧海带时不需用到下列仪器中的 (填字母序号)。
a.漏斗 b.酒精灯 c.坩埚 d.泥三角
②向滤液中加入稀硫酸和过氧化氢溶液进行反应,写出该反应的离子方程式 。
25.将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题:
(1)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O NaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2时,转移的电子数为 mol。
(2)海水提镁的一段工艺流程如下图:
浓海水的主要成分如下:
离子 Na+ Mg2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 63.7 28.8 144.6 46.4
该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为 ,产品2的化学式为 ,1 L浓海水最多可得到产品2的质量为 g。
(3)电解熔融的氯化镁时发生反应的化学方程式为 ;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】卤族元素包括:F、Cl、Br、I,海水中所含化学元素的含量排序:氧、氢、氯、铜、镁、硫、钙等,所以海水中含量最多的卤素是氯,故B符合题意。
【分析】海水中含有最多的含卤化合物是氯化钠。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.现代工业生产中,石油化学工业中的催化重整和裂化是生产芳香经的主要途径,A项不符合题意;
B.双缩脲试剂就是指能与具有两个以上肽键的化合物发生红紫色显色反应的试剂,B项不符合题意;
C.等质量的聚乙烯和乙烯分别充分燃烧,所耗氧气的量一样,C项符合题意;
D.以、等为基本原料,可以通过人工合成淀粉,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.石油化工的催化重整和裂化可获得芳香烃;
B.含肽键的有机化合物遇到双缩脲试剂会产生紫玫瑰色;
D.以、等为基本原料可人工合成淀粉。
3.【答案】C
【解析】【解答】工业上电解熔融氯化镁冶炼金属镁,
故答案为:C
【分析】金属的冶炼以金属活动顺序来分,有主要有以下方法;
1、铝之前包含铝等金属很活泼,用电解盐或氧化物的方法冶炼;
2.锌到铜用热还原法,用合适的还原剂H2、C、CO、或者较活泼的金属Al(铝热反应)进行冶炼;
3.汞之后的不活泼金属,通过直接加热氧化物的方法得到金属单质;
4.物理提取法,在自然界中存在,密度很大,以游离态存在,可以用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂志,可得到该金属,如金;
5.湿法冶金,利用溶液中发生的化学反应(如置换,氧化还原等),对原料中的金属进行提取和分离的过程。
4.【答案】D
【解析】【解答】解:压缩天然气(CNG)的主要成分是甲烷,液化石油气(LPG)的主要成分是乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。因此可知该两类燃料都是由碳氢化合物组成的烃类;
故答案为:D。
【分析】天然气的主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分是乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等,都属于碳氢化合物。
5.【答案】C
【解析】【解答】 A,Hg为不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将Hg从其化合物中还原出来,正确;
B,Mn、W等高熔点金属可利用铝热法冶炼,正确;
C,Mg为活泼金属,MgO在加热条件下难以分解,通常采用电解熔融MgCl2的方法冶炼,错误;
D,Fe处于金属活动性顺序表中的中间位置,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将Fe从其化合物中还原出来,正确。
故答案为:C
【分析】本题主要考查金属的制备。金属的性质不同,活泼性不同,冶炼方法不同,根据金属活动性强弱,可采用热还原法、电解法、热分解法等。
热分解法:对于不活泼金属,可之间用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来;
热还原法:在金属活动顺序表中处于中间位置的金属通常是用还原剂将金属从其化合物中还原出来;
电解法:活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.形成酸雨的主要物质是SO2和氮氧化合物(NOx),硫的氧化物SO2引起硫酸型酸雨,氮氧化合物(NOx)引起硝酸型酸雨,A选项不符合题意;
B.煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程,B选项不符合题意;
C.葡萄糖和油脂不属于高分子化合物,C选项符合题意;
D.可燃冰的主要成分是甲烷,可作燃料,对其合理开发利用有助于缓解能源紧缺,D选项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,硫酸型酸雨是二氧化硫引起的,硝酸型酸雨是含氮的氧化物引起的
B.煤的干馏过程发生了化学变化产生了新物质
C.蛋白质的性对分子质量很大,故属于高分子
D.甲烷燃烧放热,故可以做气体燃料
7.【答案】B
【解析】【解答】A.《神农本草经》中“石胆…能化铁为铜、成金银”描述的是铁置换铜的反应,因此属于湿法炼铜,A不符合题意;
B.强水属于混合物,不是电解质也不是非电解质,B符合题意;
C.“火树银花合,星桥铁锁开”意思是明灯错落,园林深处映射出璀璨的光芒,有如娇艳的花朵一般;由于四处都可通行,所以城门的铁锁也打开了,所以其中涉及化学能转化为热能和光能,C不符合题意;
D.固态转化为液态需要吸热,因此固态冰转化为液态水需要吸热,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解质是纯净物,而强水是混合物,结合选项即可判断
8.【答案】C
【解析】【解答】A.煤的干馏指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程,A不符合题意;
B.煤的液化是使煤与氢气作用生成甲醇、乙醇等其液态物质的过程,B不符合题意;
C.煤的气化就是将煤在高温条件下与水蒸气反应生成氢气和CO的过程,属于化学变化,C符合题意;
D.石油通过裂化和裂解,可以得到短链的烯烃和烷烃,例如裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯等,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、了解煤的干馏主要产物;
B、煤的液化是化学变化过程;
C、了解煤的气化产物;
D、裂解的产物是石油气;
9.【答案】C
【解析】【解答】A.冶炼金属时,金属元素以化合态存在,冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子,故A不符合题意;
B.碳粉或铝粉具有还原性,高温条件下能还原铁矿石获取金属Fe,故B不符合题意;
C.通过电解熔融NaCl的方法可以获取金属Na,故C符合题意;
D.冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜,反应中铜元素都得电子发生还原反应生成铜单质,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.金属的冶炼,就是将化合态的金属离子转变为游离态的金属单质;
B.大部分金属的冶炼,通常采用热还原法,常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等,一些活泼的金属也可以做还原剂,置换一些相对不活泼的金属;
C.金属钠为活泼的金属,电解NaCl溶液得到的是氢氧化钠溶液、氢气和氯气;
D.火法炼铜是高温下,利用还原剂将铜置换出来,湿法炼铜利用较活泼的金属,比如铁,将硫酸铜溶液中的铜置换出来。
10.【答案】C
【解析】【解答】解:A.银性质稳定,常采用热分解法冶炼,方程式:2Ag2O 4Ag+O2↑,故A正确;
B.铝性质活泼,常采用电解氧化铝的方法冶炼,方程式:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑,故B正确;
C.镁是活泼金属,应采用电解法氯化镁的方法制取,氧化镁的熔点太高,消耗太多的能量,故C错误;
D.铁性质较活泼,采用热还原法制取,Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2中Fe3O4被CO还原为Fe,故D正确;
故选:C.
【分析】金属的性质不同,活泼性不同,冶炼的方法不同,根据金属活动性强弱,可采用热还原法、电解法、热分解法等冶炼方法.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,发生了化学变化,A不符合题意;
B.焦炭和水反应生成H2和CO,发生了置换反应,B不符合题意;
C.煤是混合物,C符合题意;
D.根据分析,M为甲醇时,发生的反应方程式符合题意,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程;
B.一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应为置换反应;
D.M为甲醇时,反应②为 。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来,得到纯净的水,通过离子交换树脂可以除去海水中的离子,从而达到淡化海水的目的,利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果,A不符合题意;
B. 苦卤中主要含有溴的化合物,将氯气通入苦卤中发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,B不符合题意;
C. 在工业上一般选用氢氧化钙作为沉淀剂,氢氧化钙可以通过加热分解石灰石或贝壳得到,成本较低,C符合题意;
D. 氯化镁加热时能够水解,生成的氯化氢易挥发,会促进水解,因此用如图装置制取无水MgCl2,需要在干燥的HCl气体的气氛中进行,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、熟悉常见的海水淡化方法 有蒸馏法、电渗析法、离子交换法 ;
B、氯气氧化性强于溴;
C、氢氧化钙成本低,易制取;
D、为了防止氯化镁水解,需要在HCl气体中加热;
13.【答案】C
【解析】【解答】 活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的,电解其盐溶液得不到金属单质,C错误。
故答案为:C
【分析】本题主要考查金属的制备。金属的性质不同,活泼性不同,冶炼方法不同,根据金属活动性强弱,可采用热还原法、电解法、热分解法等。
热分解法:对于不活泼金属,可之间用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来;
热还原法:在金属活动顺序表中处于中间位置的金属通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来;
电解法:活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.(I)工业电解氯化钠制取金属钠,应用④电解法,故A符合题意;
B.(Ⅱ)湿法炼铜是指铁与硫酸铜溶液发生置换反应制取铜,应用③活泼金属置换法,故B不符合题意;
C.(Ⅲ)铝热法炼铬即用活泼金属铝置换制取铬,应用③活泼金属置换法,故C不符合题意;
D.(IV)高炉炼铁即用一氧化碳等在高炉中把铁矿石还原成铁的一种连续冶金方法,应用②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据金属冶炼的一般原理分析。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,为新型无机非金属材料,故A不符合题意;
B.高纯铝硬度和强度较小,不适合制造机器零件等,故B不符合题意;
C.人造太阳使用的氕、氘、氚互为同位素,是不同的核素,故C不符合题意;
D.单三键交替碳环C18为单质,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A.石墨烯是碳单质不是有机高分子材料
B.潜水器需要承受高压,纯铝强度低
C.质子数相同,但中子数不同互为同位素不能叫同种核素
D.只含有一种元素的纯净物是单质
16.【答案】C
【解析】【解答】A、MgSO4转化为氢氧化镁需要加入碱液,可选取石灰乳,A不符合题意;
B、氢氧化镁为沉淀,采用过滤的方法分离,B不符合题意;
C、试剂②为盐酸,氢氧化镁为沉淀,书写离子方程式时不能拆,C符合题意;
D、根据反应MgCl2 Mg+Cl2↑,电解氯化镁时,生成48g镁,即为2mol,转移4mol电子,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、石灰乳的主要成分为Ca(OH)2;
B、固液混合物的分离用过滤;
C、Mg(OH)2是难溶物,在离子方程式中不可拆;
D、根据反应过程中转移电子数进行计算;
17.【答案】A
【解析】【解答】①金属钠很活泼,可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠,①项符合题意;
②银的性质很稳定,可以采用热分解法,即通过加热制得,②项符合题意;
③用电解法冶炼铝时,氯化铝为共价化合物,不用其作原料,原料是氧化铝,③项不符合题意;
④高炉炼铁中利用焦炭与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳再与焦炭反应生成一氧化碳,利用生成的一氧化碳将铁矿石还原为铁单质,④项不符合题意;
⑤工业上可以用铝热反应来冶炼某些熔点较高的金属,如铬、锰,⑤项符合题意;
综上错误的为③④,
故答案为:A。
【分析】根据金属的活泼性不同采用不同的方法,金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、
物理分离法;
电解法:冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得;
热还原法:冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、 Cu常用还原剂有(C、CO、H2等);
热分解法:Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得;
物理分离法:Pt、Au用物理分离的方法制得。
18.【答案】C
【解析】【解答】A.利用日光和风力使海水蒸干,可以获得大量粗盐,故A不符合题意;
B. 工业上通过电解熔融氯化钠来制取金属钠,故B不符合题意;
C.氯化钠在日常生活中可用作调味品也可做防腐剂,故C符合题意;
D.饱和溶液通入氨气再通入二氧化碳提高吸收二氧化碳的效率,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.海水的蒸发得到粗盐;
B.电解熔融氯化钠制取钠;
C.考查的是氯化钠用途;
D.先通氨气,形成碱性环境。
19.【答案】A
【解析】【解答】解:A.二氧化硫和水反应为可逆反应,不能进行彻底,不符合化工生产要求,应首先进行二氧化硫的催化氧化,然后用98.3%的硫酸吸收,工艺不可行,故选A;
B.是工业上制高纯硅的流程,SiO2+2C Si(粗)+2CO↑,Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+H2, Si(纯)+3HCl,工艺可行的,故B不选;
C.提取食盐后的母液中提取单质溴的过程,母液中含有溴离子,通入氯气,2Br﹣+Cl2=Br2+2Cl﹣,用热空气冷凝得到粗苯,加溴化钠蒸馏,工艺可行的,故C不选;
D.工业上用铝土矿制铝的过程,每一步所加试剂必须过量,铝土矿(主要成分含氧化铝)加入氢氧化钠,Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H20,偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,煅烧氢氧化铝生成氧化铝,工艺可行,故D不选;
故选A.
【分析】A.二氧化硫和水反应为可逆反应,应首先进行二氧化硫的催化氧化,然后用98.3%的硫酸吸收;
B.是工业上制高纯硅的流程;
C.提取食盐后的母液中提取单质溴的过程;
D.工业上用铝土矿制铝的过程.
20.【答案】C
【解析】【解答】A.石油裂化主要得到轻质油,故A不符合题意;
B.分馏是利用沸点不同分离的方法,属于物理变化,不是化学方法,故B不符合题意;
C.煤干馏是煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭、煤焦油、粗苯、粗氨水、煤气等产物的过程,故C符合题意;
D.煤制煤气是C与水蒸气在高温下反应生成CO和氢气,反应中有新物质生成,是化学变化,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.石油的裂解主要是得到乙烯,不是石油裂化
B.石油的分馏过程中并未产生新的物质不是化学变化
C.煤干馏发生的化学变化产生了新物质
D.煤制取煤气不是物理变化,过程中产生了新物质, 是高效、清洁地利用煤的重要途径 ,故为化学变化
21.【答案】(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)5:1
(3)ab
(4)氨气极易溶于水,使溶液呈碱性,可以吸收大量二氧化碳
(5)CO+CO2+H2O=HCO;2mol/L
【解析】【解答】海水晒盐得到粗盐和母液,粗盐精制得到精盐,制成氯化钠饱和溶液,通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体,过滤得到碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠;氯碱工业,电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠;母液中含有溴化钠溶液中通入氯气氧化溴离子为溴单质,溴单质被二氧化硫溶液吸收,再通入氯气得到溴单质;向NaOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中通入CO2,氢氧化钙优先反应(ab段),反应的方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;然后NaOH与二氧化碳反应(bc段):2NaOH+CO2=Na2CO3、Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3;最后碳酸钙沉淀溶解(cd):CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,据此书写反应的离子方程式。
(1)碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠、水和二氧化碳,步骤③的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
(2)Cl2→KCl化合价降低1价,Cl2→KClO3,化合价升高5价,最小公倍数为5,即KClO3的化学计量数为1,KCl的化学计量数为5,配平其他物质,化学方程式为:3Cl2 + 6KOH =5KCl+ KClO3+3H2O,氯气既是氧化剂又是还原剂,氧化剂对应还原产物为氯化钾系数是5,所以做氧化剂的氯原子有5个,做还原剂为1个,所以氧化剂和还原剂的物质的量为5:1;
(3)a.实验室制取氯气的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,a不正确;
b.②的反应为NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl的化合价没有变化,不属于氧化还原反应,b不正确;
c.Br2稀溶液中Br2少,所以第⑤⑥步骤的目的是进行溴的富集,提高Br2的浓度,c正确;
d.SO2中硫的化合价为+4价变为硫酸根中的+6价,一个SO2转移2e-,1mol SO2参加反应生成1mol SO转移2NA个电子,d正确;
故答案为:ab。
(4)二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小,而氨气极易溶于饱和食盐水,N H3溶于水,使溶液呈碱性可以吸收大量的CO2,才能产生较多的,以析出更多的NaHCO3固体;
(5)根据上面分析可知,cd段沉淀逐渐减少,说明碳酸钙与二氧化碳反应生成碳酸氢钙,反应的离子方程式为:CO2+ H2O+CaCO3=Ca2++2;根据上面的分析然后NaOH与二氧化碳反应(bc段):2NaOH+CO2=Na2CO3,二氧化碳的体积为33.6L-22.4L=11.2L,n(CO2)==0.5mol,根据反应方程式,可知2NaOH~CO2,可得n(NaOH)=1mol,c(NaOH)===2mol/L。
【分析】
(1)碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠、水和二氧化碳;
(2)依据得失电子守恒计算;
(3)a.未配平;
b.②的反应中化合价没有变化,不属于氧化还原反应;
c.Br2稀溶液中Br2少,应先富集;
d.依据化合价的变化判断。
(4)依据溶解度的不同分析,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小,而氨气极易溶于饱和食盐水;
(5)根据图像反应中碳酸钙与二氧化碳反应生成碳酸氢钙;根据图像判断产物,利用化学式进行计算。
22.【答案】(1)TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO;2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti
(2)Ca2++HCO3- + OH- = CaCO3↓+ H2O
【解析】【解答】(1)第一步:在高温时,将金红石TiO2、炭粉混合并通入氯气制得TiCl4和一种可燃气体,根据元素守恒及原子守恒知,该物质是CO,所以反应方程式为:TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO;在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛,发生置换反应,反应的化学方程式:2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti ;
综上所述,本题答案是:TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO,2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti 。(2)用100mL0.1mol/L的NaOH吸收224mLCO2气体(标准状况),恰好完全吸收。n(NaOH)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol,n(CO2)=0.224L/22.4L/mol=0.01mol,二者恰好反应生成NaHCO3,再将所得溶液加入100mL0.1mol/L氢氧化钙溶液中,氢氧化钙物质的量0.1mol/L×0.1 L=0.01mol,所以碳酸氢钠与氢氧化钙1:1完全反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为: Ca2++HCO3-+OH- =CaCO3↓+H2O;
综上所述,本答案是:Ca2++HCO3-+OH- = CaCO3↓+H2O。
【分析】(1)二氧化钛和碳单质以及氯气在高温的条件下生成四氯化钛和一氧化碳;镁单质和四氯化钛在加热的条件下会生成氯化镁和钛单质;
(2)钙离子和碳酸氢根在碱性条件下生成碳酸钙沉淀和水。
23.【答案】(1)蒸馏法
(2)B;D
(3)SO2+Br2+H2O══2HBr+H2SO4;Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;过滤;冷却结晶;分液
【解析】【解答】解:(1)海水淡化的常用方法为:海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法,
故答案为:海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法(选填其中一个);(2)A.通过电解熔融氯化钠得到钠和氯气,是化学变化,通过氯气将溴离子氧化为溴单质,是化学变化,故A错误;
B.把海水用太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故B正确;
通过电解熔融氯化钠得到钠和氯气,是化学变化,通过电解熔融的氯化镁和氧化铝即得镁和铝,是化学变化,故B正确;
C.海水中氢元素为化合态,电解水生成氢气,或电解饱和食盐水生成氢气发生了化学反应,是化学变化,故C错误;
D.把海水用蒸馏等方法可以得到淡水,无化学变化,故D正确;
故答案为:BD;(3)①步骤I是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式为:SO2+Br2+H2O══2HBr+H2SO4 ,
故答案为:SO2+Br2+H2O══2HBr+H2SO4 ;
步骤III是氢氧化镁溶解于盐酸生成氯化镁溶液,反应的离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,
故答案为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
步骤IV是电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;
②操作A是分离固体和溶液的操作为过滤,操作B是溶液中分离得到溶质固体的操作,通常是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到氯化镁晶体,从步骤II得到的溶液中提取溴还需要进行的操作是萃取分液后蒸馏得到液溴,
故答案为:过滤,冷却结晶,分液;
【分析】(1)根据海水淡化的常用方法:海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法;(2)从海水提物质的原理去分析,
A.海水中溴元素为离子,变化为单质需要发生化学反应;
B.海水用太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐;
C.氢元素海水中存在是化合态,变化为氢气需要发生化学反应;
D.海水淡化是分离出纯净水,变化过程中无新物质生成,是物理变化;(3)苦卤中主要是硫酸镁和溴化镁,加入试剂氢氧化钙沉淀镁离子过滤得到氢氧化镁沉淀,加入试剂Ⅲ为盐酸,氢氧化镁溶解于盐酸得到氯化镁溶液,通过操作B蒸发浓缩,冷却结晶、过滤洗涤得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到固体氯化镁,步骤Ⅳ是电解固体氯化镁得到金属镁和氯气,沉淀镁离子后的滤液中酸化通入氯气氧化溴离子生成溴单质,得到低浓度的溴单质溶液,用空气吹出溴单质,用二氧化硫吸收辐射氧化还原反应生成溴化氢,再通入氯气氧化溴化氢得到高浓度的溴单质,
①步骤I是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢;
步骤III是氢氧化镁溶解于盐酸生成氯化镁溶液
步骤IV是电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气;
②分析可知操作A是分离固体和溶液的操作为过滤,操作B是溶液中分离得到溶质固体的操作,通常是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到氯化镁晶体,从步骤II得到的溶液中提取溴还需要进行的操作是萃取分液后蒸馏得到液溴;
24.【答案】(1)
(2)石灰乳;过滤;
(3)a;
【解析】【解答】(1)向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化,该反应的离子方程式是:。
(2)①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是石灰乳,生成Mg(OH)2沉淀;操作A的名称是过滤,分离出Mg(OH)2固体;②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是:
。
(3)①灼烧海带时,用坩埚盛装海带进行加热灼烧,不需用到下列仪器中的漏斗,
故答案为:a;②向滤液中加入稀硫酸和过氧化氢溶液进行反应,将I-氧化得到I2,该反应的离子方程式:。
【分析】(1)氯气和溴离子反应生成氯离子和溴;
(2) ① 石灰乳来源广,价格便宜;
② 氯化镁制取镁采用的是电解法;
(3) ① 灼烧固体采用需要用到坩埚、坩埚钳、酒精灯、泥三角、三脚架;
② 碘离子和过氧化氢、氢离子发生氧化还原反应,生成碘和水。
25.【答案】(1)
(2)Ca2++S =CaSO4↓;Mg(OH)2;69.6
(3)MgCl2 Mg + Cl2↑;Mg + 2H2O Mg(OH)2+ H2↑
【解析】【解答】(1)反应Br2+Na2CO3+H2O NaBr+NaBrO3+NaHCO3,中,Br元素化合价分别由0价变化为-1价、+5价,反应中溴起氧化剂、还原剂作用,根据电子转移守恒可以知道,2×n(氧化剂)(Br2)=2×5×n(还原剂)(Br2),故n(氧化剂)(Br2):n(还原剂)(Br2)=5:1,故吸收1molBr2时,转移的电子数为1×2×1×5/(1+5)= 5/3mol;正确答案:5/3 。(2)工艺流程合成步骤中加入石灰乳,沉降后,将过滤后的滤液进行脱硫,用Ca2+沉淀SO42-生成 CaSO4沉淀,离子方程式为: Ca2++SO42-==CaSO4↓;采用过滤的方法得到产品1为CaSO4,滤液中加入石灰乳,发生反应为Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+Ca2+,合成中应得到Mg(OH)2沉淀,过滤、干燥的产品2为Mg(OH)2;溶液中m(Mg2+)=1×28.8=28.8g, 根据 Mg2+--- Mg(OH)2关系可知:24/28.8=58/m(Mg(OH)2,m(Mg(OH)2= 69.6g;正确答案:Ca2++ SO42-=CaSO4↓;Mg(OH)2;69.6 。(3)电解熔融氯化镁得到Mg与氯气,电解反应方程式为:MgCl2 Mg + Cl2↑;电解时,若有少量水存在,Mg与水反应生成氢氧化镁与氢气,会造成产品镁的消耗,反应方程式为: . Mg + 2H2O Mg(OH)2+ H2↑;正确答案:MgCl2 Mg + Cl2↑,Mg + 2H2O Mg(OH)2+ H2↑。
【分析】(1)在氧化还原反应中,化合价的升降即为电子的转移;
(2)脱硫的主要原来是利用钙离子结合硫酸根得到硫酸钙沉淀而将硫除去;镁离子和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,经过沉降、过滤和干燥得到产品;根据镁离子的质量可以求出氢氧化镁的质量;
(3)由于镁单质性质活泼,因此直接电解熔融的氯化镁就可以得到镁单质;
单质镁性质活泼,在高温的条件下可以和水反应生成氢氧化镁,并放出氢气。