人教版高中化学必修2第四章《化学与自然资源开发利用》测试卷

第四章《化学与自然资源开发利用》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列物质不需要化学变化就能够从海水中获得的是(　　)
A． 氯、溴、碘
B． 钠、镁、铝
C． 烧碱、氢气
D． 食盐、淡水
2.下列物质属于合成高分子材料的是(　　)
A． 水泥
B． 食品保鲜膜
C． 钛合金
D． 陶瓷
3.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是(　　)

A． A
B． B
C． C
D． D
4.金属钾的冶炼可采用如下方法：2KF＋CaC2CaF2＋2K↑＋2C，下列有关说法合理的是(　　)
A． 该反应的氧化剂是KF，氧化产物是K
B． 该反应能说明C的还原性大于K
C． 电解KF溶液不可能制备金属钾
D． CaC2，CaF2均为离子化合物，且阴、阳离子个数比均为2∶1
5.最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中(　　)
A． 对废水、废气、废渣进行严格处理
B． 化学生产中不排放任何有害物质
C． 化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花园式工厂
D． 以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学
6.下列对污水处理的化学方法及其原理的描述错误的是(　　)
A． 明矾放入污水中就会发生反应：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
B． 用氢氧化钙来中和钢铁厂、电镀厂产生的酸性废水，用硫酸或二氧化碳中和碱性废水
C． 利用沉淀反应是除去水中重金属离子常用的方法
D． 处理含有重金属离子的废水一定不涉及氧化还原反应
7.下列化工生产原理错误的是(　　)
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
③用电解冶炼铝时，原料是氯化铝
④湿法炼铜是用锌和硫酸铜溶液反应置换出铜
A． ②③
B． ①③
C． ①②③
D． ②③④
8.在金属活动性顺序中比铝活泼的金属在冶炼时常用电解法来获得。下列金属中通常用电解法获得的是(　　)
A． Na
B． Fe
C． Hg
D． Ag
9.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，也可能被还原
10.温家宝总理在2010年政府工作报告中提出：“要大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源。”下列有关做法与此不相符的是(　　)
A． 大力推广煤的脱硫技术，减少空气污染
B． 回收废弃饮料包装纸，制作成公园内的休闲长椅
C． 在西部和沿海地区兴建风力发电站，解决能源问题
D． 鼓励购买小排量汽车，推广与发展电动、混合动力汽车
11.从海水中可获得的在常温下为液体的单质是(　　)
A． Mg
B． Na
C． I2
D． Br2
12.下列金属的冶炼不适宜用热还原性来冶炼的是(　　)
A． 铁
B． 铜
C． 钠
D． 铅
二、实验题(共3小题)
13.海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

(1)请列举海水淡化的两种方法：________、________。
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为
________________________________________________________________________，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是
________________________________________________________________________。
(4)某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后，画了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称是________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是
________________________________________________________________________。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件？
________________________________________________________________________。
④C中液体颜色为________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______________________________________________。
14.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。

15.地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg·L－1。其工业提取方法有：
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有：
①________________________________________________________________________(写出离子方程式)；
②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑，该反应的氧化剂是________，还原剂是________；
③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。
(2)空气吹出二氧化硫吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用二氧化硫来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。单质溴与二氧化硫反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。
①乙醇　②四氯化碳　③硝酸
三、计算题(共2小题)
16.铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。
V2O5＋Al——Al2O3＋V
Co3O4＋Al——Al2O3＋Co
17.以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。
(1)若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g，则在理论上最多可得氯气的体积为________升(标准状况)。
(2)若将2 mol的氯气通入足量石灰乳中，理论上可得到次氯酸钙________克。
四、填空题(共3小题)
18.20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项属于“绿色化学”要求的是________(填字母序号，下同)。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污染水中回收纯净的金属铜的方案。

在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？________。应增加哪些措施防止污染？________。
19.聚丙烯腈纤维商品名叫腈纶，性质极像羊毛，故被称为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2===CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔为原料，其合成过程的化学方程式如下：
①CH≡CH＋HCNCH2===CHCN
　乙炔　　氢氰酸　　　　　　　　丙烯腈
②nCH2===CHCN
阅读以上材料，回答问题：
(1)制备丙烯腈的反应类型是____________。
(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为____________。
(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？
________________________________________________________________________。
20.汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有广泛的用途，汞唯一重要的矿源是朱砂(HgS)。朱砂炼汞的反应之一为HgS＋O2Hg＋SO2。
请回答下列问题：
(1)HgS与O2的反应中，氧化剂是________，每生成1 mol Hg转移电子的物质的量为________mol。
(2)随着冶炼、电镀等工业生产的不断发展，所需汞及其化合物的用量也日趋增多，随之排放含汞废水的现象也愈加严重，现已成为世界上危害较大的工业废水之一。以下处理含汞(Hg2＋)废水的方法中最简单实用的是________(填序号)。
A．向含Hg2＋的废水中加入Na2S等可溶性硫化物
B．加入金属还原剂
C．电解法


答案解析
1.【答案】D
【解析】根据从海水制备物质的原理可知，金属单质与非金属单质需要利于化学反应来制取，而食盐可利用蒸发原理，淡水利于蒸馏原理来得到。
2.【答案】B
【解析】高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等许多种类，其中塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代三大高分子材料。食品保鲜膜主要有三大种类：聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，属于塑料，是合成高分子材料。
水泥是传统的硅酸盐产品，不是合成高分子材料；合金是由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合成的具有金属特性的物质，不是合成高分子材料；陶瓷是传统的硅酸盐产品，不是合成高分子材料。
3.【答案】C
【解析】本题以绿色化学工艺为情境考查知识迁移，对新信息的接受能力和理解能力要求较高。根据题目信息，比较各选项的原子利用率。
原子利用率＝×100%。
A：×100%≈42%；B：×100%≈25%；
C：×100%＝100%；D：×100%≈24%。
显然C反应的原子利用率最高，对环境的友好度明显超过其他三种方法，该反应是一个“绿色化学”的反应。
4.【答案】C
【解析】根据反应2KF＋CaC2CaF2＋2K↑＋2C可知，反应中K元素的化合价降低，被还原，KF为氧化剂，C元素化合价升高，被氧化，CaC2为还原剂，由于金属K活泼，不能利用溶液来制备，CaC2中，阴、阳离子个数比均为1∶1。A项，反应中K元素的化合价降低，被还原，KF为氧化剂，C元素化合价升高，被氧化，CaC2为还原剂，错误；B项，制备原理是利用K的沸点较低，不能说明C的还原性大于K，K的还原性较大，错误；C项，由于金属K活泼，不能利用溶液来制备，正确；D项，CaC2中，阴、阳离子个数比均为1∶1，错误。
5.【答案】B
【解析】绿色化学的研究重点有四个：一是选用对人类健康和环境危害小的、淘汰有毒的反应起始物(原材料)；二是选择最佳的反应(生产)条件，以实现最大限度地节能和零排放；三是研究最佳的转换反应和良性的试剂(含催化剂)；四是合成对人类健康和环境更安全的目标化合物(最终产品)。
6.【答案】D
【解析】明矾放入污水中，铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的杂质；酸、碱能发生中和反应，所以用氢氧化钙来中和钢铁厂、电镀厂产生的酸性废水，用硫酸或CO2中和碱性废水；利用沉淀反应是除去水中重金属离子常用的方法；处理含有重金属离子的废水，可用沉淀法，也可用氧化还原法，涉及氧化还原反应。
7.【答案】D
【解析】①工业制钠用电解熔融氯化钠的方法来制取，①正确；
②工业制镁用电解熔融氯化镁的方法来制取，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，不能置换出氯化镁饱和溶液中的镁，②错误；
③工业制铝用电解熔融氧化铝化镁的方法来制取，不能用氯化铝，因氯化铝是共价化合物，在熔融状态下不导电，③错误；
④湿法炼铜是用铁和硫酸铜溶液反应置换出铜，④错误。
8.【答案】A
【解析】
9.【答案】B
【解析】大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在，在冶炼过程中金属的化合价由正价降低为0价，得到电子被还原。
10.【答案】A
【解析】煤的脱硫技术，只能减少二氧化硫的排放，不能减少二氧化碳的排放。
11.【答案】D
【解析】海水中含有Br－，Br2单质在常温下为液态。
12.【答案】C
【解析】
13.【答案】(1)蒸馏法　电渗析法　离子交换法及其他合理答案中的任意两种
(2)富集溴元素
(3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－　强酸对设备的严重腐蚀
(4)①冷凝管　②Br2腐蚀橡胶　③控制温度计b的温度，并收集59 ℃的馏分　④深红棕色　分液(或蒸馏)
【解析】(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，任意选两种。
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是富集溴元素。
(3) 用二氧化硫水溶液吸收Br2的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－，因为生成的硫酸、氢溴酸为强酸，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀。
(4) ①仪器B为冷凝管。②因溴可氧化橡胶而被腐蚀。③蒸馏法提纯溴，应控制温度，收集59 ℃的馏分。④液溴为深红棕色，除去液溴中残留的少量Cl2，应在加入NaBr溶液反应生成溴后再分液(或蒸馏)得到纯溴。
14.【答案】(1)取少量粉末加入NaOH溶液中；无气泡冒出；
(2)

【解析】(1)根据金属铝可以和氢氧化钠发生反应产生氢气的性质来回答；
(2)Fe、Fe2O3、Al2O3中只有氧化铝可以和氢氧化钠发生反应，铁和氧化铁与盐酸发生反应分别生成亚铁盐和铁盐，金属铁可以置换排在金属铁后面的金属，三价铁离子遇到硫氰酸钾显示红色，据此来回答。
15.【答案】(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Br2　Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗　②
【解析】方法(1)和(3)是利用化学的方法，其原理是：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。
方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
16.【答案】3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V　还原剂：Al　氧化剂：V2O5　生成1 mol V需要纯铝45 g
3Co3O4＋8Al4Al2O3＋9Co　还原剂：Al　氧化剂：Co3O4　生成1 mol Co需要纯铝24 g
【解析】根据原子守恒配平化学方程式。两个反应均为氧化还原反应，根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂，所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断：
3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V
氧化剂　还原剂
3Co3O4＋8Al4Al2O3＋9Co
氧化剂　还原剂
根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系：
10Al　～　6V　　　　　8Al　～　9Co
270 g 6 mol 216 g 9 mol
x1 moly1 mol
列出比例式，解得x＝45 g，y＝24 g
即生成1 mol钒需要45 g纯铝，生成1 mol钴需要24 g纯铝。
17.【答案】44.8　143
【解析】依据电解反应的化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑来分析计算；
依据化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O来分析计算；
(1)电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g，反应的氯化钠物质的量为＝4 mol，
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
4 mol　　　　　　　　　　　　　2 mol
标准状况下氯气体积为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L；
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
　2 mol　　　　　　　　　　1 mol
次氯酸钙质量＝1 mol×143 g·mol－1＝143 g。
18.【答案】(1)D　(2)BD　(3)丙方案的第③步　增加冷凝回收装置
【解析】(1)绿色化学是“预防污染”的根本手段，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。 (3)丙方案第③步中，由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。
19.【答案】(1)加成反应
(2)26.4%
(3)取样灼烧，闻其气味，若有烧焦羽毛的气味，则为羊毛，否则为“人造羊毛”。
【解析】(1)反应①属于加成反应，反应②属于加聚反应。
(2)丙烯腈与聚丙烯腈在组成上完全一致，故
ω(N)＝×100%＝×100%≈26.4%。
(3)羊毛接近火焰时先卷缩，燃烧时有特殊气味(烧焦的羽毛味)，燃烧后灰烬较多，为有光泽的硬块，用手一压就变成粉末；而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速卷缩，燃烧较缓慢，气味与羊毛(主要成分是蛋白质)燃烧时明显不同，趁热可拉成丝，灰烬为灰褐色玻璃球状，不易破碎。
20.【答案】
(1)HgS和O2　6
(2)A
【解析】(1)汞元素由＋2价降为0价，氧元素由0价降低为－2价，而硫元素由－2价升高为＋4价，所以氧化剂为HgS和O2，每生成1 mol Hg转移6 mol电子。
(2)因废水中汞元素以Hg2＋形式存在，加入Na2S沉淀为HgS，是最简单实用的方法，故选A。