高一化学人教版创新作业4.1 开发利用金属矿物和海水资源 （含答案与解析）
文档属性
| 名称 | 高一化学人教版创新作业4.1 开发利用金属矿物和海水资源 （含答案与解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 737.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2017-07-21 15:32:20 | ||
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文档简介
第四章
化学与自然资源的开发利用
知识归纳
一、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。
2．金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的一般步骤
（1）富集矿石、除杂、提高矿石有用成分的含量；
（2）冶炼：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原为金属单质。
（3）精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。
4．金属冶炼方法
（1）热分解法
例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。
用热分解冶炼法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。
（2）热还原法冶炼金属
①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。
③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O。
④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3。
（3）电解法冶炼金属
例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
5．不同金属冶炼方法的选择
金属的活动性顺序
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
Pt
Au
自然界中存在形态
化合态
多数是化合态，极少数是游离态
游离态
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
6．金属的回收和资源保护：
（1）废旧金属的最好处理方法是回收利用。
（2）回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污染、节约能源。
二、海水资源的开发利用
1．水资源的利用
从海水中提取淡水——海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
2．化学资源的开发利用
（1）海水制盐
（2）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
①镁的提取流程
有关反应的化学方程式
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
②溴的提取流程
有关反应的离子方程式
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
③海带提碘及碘元素的检验流程
有关反应的离子方程式
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
（3）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料
（4）从海水中获取其他物质和能量
（5）新型能源潮汐能、波浪能等的开发利用。
三、从海水中提取物质的方法
海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：
（1）从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
（2）进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题
①反应原理：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。
如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
②实验注意事项
海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。
素养整合
一、单选题：
1．下列有关金属的工业制法中正确的是
( )
A．制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
C．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液
D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜
2．用铝热反应还原下列物质，制得金属各1
mol时，消耗铝最少的是( )
A．MnO2
B．Cr2O3
C．V2O5
D．Fe3O4
3．(2011·山东理综，12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是
( )
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
4．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、氢气或活泼金属等
5．下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是
( )
A．活动性强的金属
B．活动性弱的金属
C．人类较早使用的金属
D．明代作货币的金属
6．铝用来焊接钢轨是利用
( )
A．铝同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
7．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．MnO2
B．WO3
C．Cr2O3
D．Co3O4
8．我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是
( )
A．Fe
B．Cu
C．Ag
D．Hg
9．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是
( )
A．加热Al2O3
B．加热HgO
C．电解熔融NaCl
D．铝粉和Fe2O3共热
10．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是
( )
A．电解法
B．热还原法
C．热分解法
D．铝热法
11．下列化工生产原理错误的是
( )
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝 ④炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A．②③
B．①③
C．①②③
D．②③④
12．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是
( )
A．Na，Mg，Al
B．Na，K，Zn，Fe
C．Zn，Fe，Cu，Ag
D．Mg，Al，Zn，Fe
13．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
14．下列说法正确的是
( )
A．海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约
B．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法
C．海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低
D．以上说法都正确
15．水资源非常重要，虽然地球70%的面积被海水所包围，但淡水的比例只有2.5%，且其中绝大部分以冰川和其他形式存在，实际能够用来饮用的水不足全球淡水总量的1%。下列关于水的说法错误的是( )
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D．0
℃以上，温度越高，水的密度越小
16．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从海水中获得的物质是
( )
A．Cl2、Br2、I2
B．Na、Mg、Al
C．食盐、淡水
D．NaOH、H2
17．从海水中提取的溴约占世界溴年产量的1/3，从海水中提取溴的主要步骤可表示为
( )
A．氧化→吸收→吹出
B．氧化→吹出→吸收
C．吹出→氧化→吸收
D．吹出→吸收→氧化
18．NaCl是海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是
( )
①烧碱
②纯碱
③金属钠
④氯气
⑤盐酸
A．①②③④⑤
B．①②③④
C．①②③⑤
D．①②④⑤
19．从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是( )。
A．SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性
B．SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性
C．从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取
D．SO2是形成酸雨的唯一污染物
20．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。下图是从海水中提取某些原料的流程图。
下列有关说法正确的是
( )
A．第①步中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→BaCl2溶液―→过滤后加盐酸
B．工业上通过氯碱工业制取金属钠
C．从第③步到第⑤步的目的是浓缩、富集溴单质
D．第②步的反应条件是高温加热
二、填空题：
21．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4↑＋2CO↑
⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti
（1）针对以上五个反应，下列叙述错误的是
。
A．反应①是非氧化还原反应
B．反应②生成了两种酸
C．反应④中的TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强
（2）钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是
。
A．钛是像金、铂一样的不活泼金属
B．金属钛的表面易形成致密的氧化膜
C．钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应
D．钛有很高的强度
22．如图所示：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5
g干燥的氧化铁粉末和2
g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：
，在该反应中
是氧化剂，
是还原剂，该反应称为
反应。
（2）选出该实验的实验现象(填写在横线上)：
。
①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
（3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：
；蒸发皿盛沙：
；镁条：
；氯酸钾：。
23．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
（2）实验室将粗盐制成精盐的过程中，溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：
①溶解：
。
②过滤：
。
③蒸发：
。
24．镁及其合金是一种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。主要步骤如下：
（1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应为
。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是
。
（3）试剂②选用
；写出其反应的离子方程式
。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为
。
知识拓展
一、铜及其化合物
1．单质铜
（1）物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
（2）化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。
②化学方程式：2Cu＋SCu2S。
③与氧化性酸
a．与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
④与盐溶液反应(写离子方程式)
a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应
CuO＋2H＋=
Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋=
Cu2＋＋Cu＋H2O
与氢气反应
CuO＋H2
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO
2Cu2O＋O2↑
3．氢氧化铜
（1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。
（2）化学性质及应用
4．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
二、铝热反应
1．原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。
如：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3、3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3等。
2．实验装置：
3．实验现象
（1）镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。
（2）反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。
（3）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。
（4）待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。
4．铝热反应的应用
（1）野外焊接钢轨。（2）冶炼高熔点金属。
实验拓展
例1．实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，实验所提供的各种仪器和药品如下：
（1）实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)。混合气体―→
，
接(F)，(E)接
，
接
，
接
。
（2）在装置乙中发生反应的化学方程式是
。
（3）在装置甲中发生反应的化学方程式是
。
（4）丙装置中澄清石灰水的作用是
。
（5）经定量测定，0.4
g
FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75
g白色沉淀，则FexOy中x值是
，y值是
。
（6）实验过程中，能说明CO能够还原FexOy的实验现象是
。能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是。
例2．(2013·大纲全国卷)制备氮化镁的装置示意图如下：
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是
，a的名称是
，b的名称是
。
（2）写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式
。
（3）C的作用是，D的作用是
，是否可以把C与D的位置对调并说明理由
。
（4）写出E中发生反应的化学方程式
。
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象
。
第一节
开发利用金属矿物和海水资源参考答案与解析
素养整合
题序
答案
解析
1
B
A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。
2
D
根据选项中1
mol四种物质得到的电子数越少需要的的铝越少进行判断。
3
C
A选项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B选项错误；C选项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2若直接蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C选项正确；D选项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D选项错误。
4
C
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选项错误。
5
A
金属活动性强的金属如Na、K、Mg、Ca等，一般用电解熔融盐的方法冶炼。
6
C
铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成了氧化铝和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。
7
D
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就越多，消耗铝也越多；金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋8/3)，Co耗铝最少。
8
B
铜的盐溶液与铁等较活泼的金属可发生置换反应。
9
A
金属钠是活泼金属，用电解法制取，汞用加热HgO制取，A选项中加热Al2O3难以分解；D选项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。
10
A
可以根据金属活泼性与金属冶炼方法之间的联系解答本题，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即电解法。
11
D
钠特别活泼，加入氯化镁溶液时钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg2＋和OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错；冶炼铝使用的是Al2O3，③错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，④错。
12
A
根据金属的活动性顺序有下列冶炼方法：①从K～Al，用电解法；②Zn～Cu用还原剂(如H2，CO等)还原法；③Hg和Ag用加热分解法2HgO2Hg＋O2↑。
13
D
A选项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B项，根据②中生成物(NH4)2MoO4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错；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；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2
mol、2
mol和3
mol，还原等量的MoO3，故转移电子相同，此时n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2。
14
B
地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A选项错误；海水淡化中蒸馏法的成本较高，C选项错误。
15
D
海水中含有Na＋、Mg2＋、Cl－及SO等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏的方法将其分离，A选项正确；上述杂质的溶入使海水的密度大于淡水，B选项正确；雪与雨水成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C选项正确；由于水在4
℃时密度最大，因此在0～4
℃之间，温度越高水的密度越大，而在4
℃以上时，温度越高水的密度越小，D选项错误。
16
C
A、B、D中的物质必须经化学变化，才能够从海水中获取。
17
B
从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气吹出后用碱液吸收。
18
A
在氯碱工业中，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2与Cl2化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
19
B
因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取剂(从溴水中提取溴)。酸雨有硫酸型酸雨(主要由SO2导致)和硝酸型酸雨(主要由NO和NO2导致)两种。
20
C
分析流程图，除去粗盐中的杂质时，应先加氯化钡溶液再加碳酸钠溶液，以除去过量的钡离子，A选项错误；氯碱工业的产品是氢氧化钠、氯气和氢气，得不到金属钠，B选项错误；溴离子在海水中的浓度较小，必须经过浓缩、富集才有利于得到溴单质，C选项正确；MgCl2·6H2O高温加热时，由于镁离子水解，最终得到的是氧化镁，得不到氯化镁，D选项错误。
21
（1）C （2）B
（1）在反应①中没有化合价的变化，反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应④中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂，反应⑤，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。（2）题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B。
22
（1）2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 Fe2O3 Al 铝热 （2）①②③④ （3）使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 引起氯酸钾分解 引发铝热反应
（1）铝热反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。（2）①②③④全为该铝热反应的现象。（3）铝热反应实验中①为使熔融物易落下通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；③反应中镁条引起氯酸钾分解；④氯酸钾引发铝热反应。
23
（1）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 （2）搅拌，加速固体溶解 引流，防止液体外溅 搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅
（1）为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2，然后过滤洗涤得Mg(OH)2。（2）溶解固体时使用玻璃棒是为了加速固体的溶解；在过滤时使用玻璃棒引流，可防止液体外溅；蒸发结晶过程中，使用玻璃棒搅拌，可防止因局部过热而使液体或晶体飞溅。
24
（1）石灰乳 过量 （2）过滤 （3）盐酸 Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O （4）MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
（1）工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。（2）加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。（3）用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O（4）工业上电解熔融MgCl2制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
实验拓展
例1．答案：
（1）D C A B H G I
（2）2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O（3）FexOy＋yCOxFe＋yCO2
（4）检验CO2是否除净（5）2 3
（6）固体粉末从红色变黑色 丁中澄清石灰水变浑浊
解析：据实验目的，分析每个装置的作用，然后连接；x、y值的计算依据C守恒关系CO～CO2～CaCO3
n(CaCO3)＝n(CO)＝＝7.5×10－3mol
FexOy中氧的质量为44
g·mol－1×7.5×10－3mol－28
g·mol－1×7.5×10－3mol＝0.12
g
n(Fe)＝＝0.005
mol，n(O)＝＝0.007
5
mol，＝
例2．答案：
（1）微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插入溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶
（2）(NH4)2SO4＋2NaNO22N2↑＋Na2SO4＋4H2O
（3）除去氧气(及氮氧化物)
除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气
（4）N2＋3MgMg3N2
（5）取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(或把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁
解析：
（1）检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。
（2）NaNO2中N元素显＋3价，在反应中将(NH4)2SO4中－3价的氮氧化，两者发生归中反应生成N2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。
（3）由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的O2；浓硫酸的作用是作吸水剂，将生成的N2干燥。
（4）镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。
（5）Mg3N2能与水反应生成NH3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg3N2生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。
化学与自然资源的开发利用
知识归纳
一、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。
2．金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的一般步骤
（1）富集矿石、除杂、提高矿石有用成分的含量；
（2）冶炼：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原为金属单质。
（3）精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。
4．金属冶炼方法
（1）热分解法
例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。
用热分解冶炼法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。
（2）热还原法冶炼金属
①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。
③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O。
④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3。
（3）电解法冶炼金属
例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
5．不同金属冶炼方法的选择
金属的活动性顺序
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
Pt
Au
自然界中存在形态
化合态
多数是化合态，极少数是游离态
游离态
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
6．金属的回收和资源保护：
（1）废旧金属的最好处理方法是回收利用。
（2）回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污染、节约能源。
二、海水资源的开发利用
1．水资源的利用
从海水中提取淡水——海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
2．化学资源的开发利用
（1）海水制盐
（2）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
①镁的提取流程
有关反应的化学方程式
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
②溴的提取流程
有关反应的离子方程式
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
③海带提碘及碘元素的检验流程
有关反应的离子方程式
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
（3）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料
（4）从海水中获取其他物质和能量
（5）新型能源潮汐能、波浪能等的开发利用。
三、从海水中提取物质的方法
海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：
（1）从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
（2）进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题
①反应原理：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。
如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
②实验注意事项
海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。
素养整合
一、单选题：
1．下列有关金属的工业制法中正确的是
( )
A．制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
C．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液
D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜
2．用铝热反应还原下列物质，制得金属各1
mol时，消耗铝最少的是( )
A．MnO2
B．Cr2O3
C．V2O5
D．Fe3O4
3．(2011·山东理综，12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是
( )
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
4．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、氢气或活泼金属等
5．下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是
( )
A．活动性强的金属
B．活动性弱的金属
C．人类较早使用的金属
D．明代作货币的金属
6．铝用来焊接钢轨是利用
( )
A．铝同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
7．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．MnO2
B．WO3
C．Cr2O3
D．Co3O4
8．我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是
( )
A．Fe
B．Cu
C．Ag
D．Hg
9．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是
( )
A．加热Al2O3
B．加热HgO
C．电解熔融NaCl
D．铝粉和Fe2O3共热
10．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是
( )
A．电解法
B．热还原法
C．热分解法
D．铝热法
11．下列化工生产原理错误的是
( )
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝 ④炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A．②③
B．①③
C．①②③
D．②③④
12．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是
( )
A．Na，Mg，Al
B．Na，K，Zn，Fe
C．Zn，Fe，Cu，Ag
D．Mg，Al，Zn，Fe
13．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
14．下列说法正确的是
( )
A．海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约
B．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法
C．海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低
D．以上说法都正确
15．水资源非常重要，虽然地球70%的面积被海水所包围，但淡水的比例只有2.5%，且其中绝大部分以冰川和其他形式存在，实际能够用来饮用的水不足全球淡水总量的1%。下列关于水的说法错误的是( )
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D．0
℃以上，温度越高，水的密度越小
16．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从海水中获得的物质是
( )
A．Cl2、Br2、I2
B．Na、Mg、Al
C．食盐、淡水
D．NaOH、H2
17．从海水中提取的溴约占世界溴年产量的1/3，从海水中提取溴的主要步骤可表示为
( )
A．氧化→吸收→吹出
B．氧化→吹出→吸收
C．吹出→氧化→吸收
D．吹出→吸收→氧化
18．NaCl是海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是
( )
①烧碱
②纯碱
③金属钠
④氯气
⑤盐酸
A．①②③④⑤
B．①②③④
C．①②③⑤
D．①②④⑤
19．从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是( )。
A．SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性
B．SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性
C．从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取
D．SO2是形成酸雨的唯一污染物
20．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。下图是从海水中提取某些原料的流程图。
下列有关说法正确的是
( )
A．第①步中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液―→NaOH溶液―→BaCl2溶液―→过滤后加盐酸
B．工业上通过氯碱工业制取金属钠
C．从第③步到第⑤步的目的是浓缩、富集溴单质
D．第②步的反应条件是高温加热
二、填空题：
21．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4↑＋2CO↑
⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti
（1）针对以上五个反应，下列叙述错误的是
。
A．反应①是非氧化还原反应
B．反应②生成了两种酸
C．反应④中的TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强
（2）钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是
。
A．钛是像金、铂一样的不活泼金属
B．金属钛的表面易形成致密的氧化膜
C．钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应
D．钛有很高的强度
22．如图所示：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5
g干燥的氧化铁粉末和2
g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：
，在该反应中
是氧化剂，
是还原剂，该反应称为
反应。
（2）选出该实验的实验现象(填写在横线上)：
。
①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
（3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：
；蒸发皿盛沙：
；镁条：
；氯酸钾：。
23．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
（2）实验室将粗盐制成精盐的过程中，溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：
①溶解：
。
②过滤：
。
③蒸发：
。
24．镁及其合金是一种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。主要步骤如下：
（1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应为
。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是
。
（3）试剂②选用
；写出其反应的离子方程式
。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为
。
知识拓展
一、铜及其化合物
1．单质铜
（1）物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
（2）化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。
②化学方程式：2Cu＋SCu2S。
③与氧化性酸
a．与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
④与盐溶液反应(写离子方程式)
a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应
CuO＋2H＋=
Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋=
Cu2＋＋Cu＋H2O
与氢气反应
CuO＋H2
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO
2Cu2O＋O2↑
3．氢氧化铜
（1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。
（2）化学性质及应用
4．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
二、铝热反应
1．原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。
如：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3、3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3等。
2．实验装置：
3．实验现象
（1）镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。
（2）反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。
（3）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。
（4）待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。
4．铝热反应的应用
（1）野外焊接钢轨。（2）冶炼高熔点金属。
实验拓展
例1．实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，实验所提供的各种仪器和药品如下：
（1）实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)。混合气体―→
，
接(F)，(E)接
，
接
，
接
。
（2）在装置乙中发生反应的化学方程式是
。
（3）在装置甲中发生反应的化学方程式是
。
（4）丙装置中澄清石灰水的作用是
。
（5）经定量测定，0.4
g
FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75
g白色沉淀，则FexOy中x值是
，y值是
。
（6）实验过程中，能说明CO能够还原FexOy的实验现象是
。能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是。
例2．(2013·大纲全国卷)制备氮化镁的装置示意图如下：
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是
，a的名称是
，b的名称是
。
（2）写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式
。
（3）C的作用是，D的作用是
，是否可以把C与D的位置对调并说明理由
。
（4）写出E中发生反应的化学方程式
。
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象
。
第一节
开发利用金属矿物和海水资源参考答案与解析
素养整合
题序
答案
解析
1
B
A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。
2
D
根据选项中1
mol四种物质得到的电子数越少需要的的铝越少进行判断。
3
C
A选项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B选项错误；C选项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2若直接蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C选项正确；D选项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D选项错误。
4
C
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选项错误。
5
A
金属活动性强的金属如Na、K、Mg、Ca等，一般用电解熔融盐的方法冶炼。
6
C
铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成了氧化铝和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。
7
D
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就越多，消耗铝也越多；金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋8/3)，Co耗铝最少。
8
B
铜的盐溶液与铁等较活泼的金属可发生置换反应。
9
A
金属钠是活泼金属，用电解法制取，汞用加热HgO制取，A选项中加热Al2O3难以分解；D选项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。
10
A
可以根据金属活泼性与金属冶炼方法之间的联系解答本题，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即电解法。
11
D
钠特别活泼，加入氯化镁溶液时钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg2＋和OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错；冶炼铝使用的是Al2O3，③错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，④错。
12
A
根据金属的活动性顺序有下列冶炼方法：①从K～Al，用电解法；②Zn～Cu用还原剂(如H2，CO等)还原法；③Hg和Ag用加热分解法2HgO2Hg＋O2↑。
13
D
A选项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B项，根据②中生成物(NH4)2MoO4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错；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；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2
mol、2
mol和3
mol，还原等量的MoO3，故转移电子相同，此时n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2。
14
B
地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A选项错误；海水淡化中蒸馏法的成本较高，C选项错误。
15
D
海水中含有Na＋、Mg2＋、Cl－及SO等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏的方法将其分离，A选项正确；上述杂质的溶入使海水的密度大于淡水，B选项正确；雪与雨水成分相同，是水蒸发后凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C选项正确；由于水在4
℃时密度最大，因此在0～4
℃之间，温度越高水的密度越大，而在4
℃以上时，温度越高水的密度越小，D选项错误。
16
C
A、B、D中的物质必须经化学变化，才能够从海水中获取。
17
B
从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气吹出后用碱液吸收。
18
A
在氯碱工业中，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2与Cl2化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
19
B
因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取剂(从溴水中提取溴)。酸雨有硫酸型酸雨(主要由SO2导致)和硝酸型酸雨(主要由NO和NO2导致)两种。
20
C
分析流程图，除去粗盐中的杂质时，应先加氯化钡溶液再加碳酸钠溶液，以除去过量的钡离子，A选项错误；氯碱工业的产品是氢氧化钠、氯气和氢气，得不到金属钠，B选项错误；溴离子在海水中的浓度较小，必须经过浓缩、富集才有利于得到溴单质，C选项正确；MgCl2·6H2O高温加热时，由于镁离子水解，最终得到的是氧化镁，得不到氯化镁，D选项错误。
21
（1）C （2）B
（1）在反应①中没有化合价的变化，反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应④中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂，反应⑤，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。（2）题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B。
22
（1）2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 Fe2O3 Al 铝热 （2）①②③④ （3）使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 引起氯酸钾分解 引发铝热反应
（1）铝热反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。（2）①②③④全为该铝热反应的现象。（3）铝热反应实验中①为使熔融物易落下通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；③反应中镁条引起氯酸钾分解；④氯酸钾引发铝热反应。
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（1）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 （2）搅拌，加速固体溶解 引流，防止液体外溅 搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅
（1）为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2，然后过滤洗涤得Mg(OH)2。（2）溶解固体时使用玻璃棒是为了加速固体的溶解；在过滤时使用玻璃棒引流，可防止液体外溅；蒸发结晶过程中，使用玻璃棒搅拌，可防止因局部过热而使液体或晶体飞溅。
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（1）石灰乳 过量 （2）过滤 （3）盐酸 Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O （4）MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
（1）工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。（2）加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。（3）用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O（4）工业上电解熔融MgCl2制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
实验拓展
例1．答案：
（1）D C A B H G I
（2）2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O（3）FexOy＋yCOxFe＋yCO2
（4）检验CO2是否除净（5）2 3
（6）固体粉末从红色变黑色 丁中澄清石灰水变浑浊
解析：据实验目的，分析每个装置的作用，然后连接；x、y值的计算依据C守恒关系CO～CO2～CaCO3
n(CaCO3)＝n(CO)＝＝7.5×10－3mol
FexOy中氧的质量为44
g·mol－1×7.5×10－3mol－28
g·mol－1×7.5×10－3mol＝0.12
g
n(Fe)＝＝0.005
mol，n(O)＝＝0.007
5
mol，＝
例2．答案：
（1）微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插入溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶
（2）(NH4)2SO4＋2NaNO22N2↑＋Na2SO4＋4H2O
（3）除去氧气(及氮氧化物)
除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气
（4）N2＋3MgMg3N2
（5）取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(或把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁
解析：
（1）检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。
（2）NaNO2中N元素显＋3价，在反应中将(NH4)2SO4中－3价的氮氧化，两者发生归中反应生成N2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。
（3）由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的O2；浓硫酸的作用是作吸水剂，将生成的N2干燥。
（4）镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。
（5）Mg3N2能与水反应生成NH3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg3N2生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。