年高考化学11-1 开发利用金属矿物和海水资源

【三维设计】（教师用书）2021年高考化学总温习“点、面、线”备考全攻略（提能力+创新演练经典化）11-1 开发利用金属矿物和海水资源新人教版
[对接高考——高考命题常设误区汇总]
设误选项摘录设误角度诊断
1.金属冶炼的过程就是把金属从其化合物中氧化出来的过程金属冶炼时，一般是把其化合物还原为金属单质
2.电解MgCl2可制得金属镁，则电解AlCl3可制得金属铝AlCl3是共价化合物，熔化状态下不能导电，不能用于电解法冶炼金属铝
3.用铝热剂法只能冶炼铁，而不能冶炼铬和锰对铝热剂认识不全面
4.金属的活动性越强，金属越易冶炼
不理解金属活动性强弱与冶炼难易
的关系
5.海水中含溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质不清楚从海水中提取Mg、Br2、I2的原理
[随堂强化落实]
1．以下几种关于金属冶炼方式的表达中，正确的选项是( ) A．蒸发海水制成饱和食盐水，将其电解可制得金属钠B．炼铁高炉中，利用焦炭作为还原铁矿石的还原剂
C．高炉炼铁能取得纯铁
D．铝热法能够使氧化铁跟铝在高温条件下炼出铁来
解析：电解食盐水取得的是NaOH ，得不到Na ；炼铁高炉中利用CO 作为铁矿石的还原剂；高炉炼铁取得的是含碳等元素的生铁。

答案：D
2．在开发利用金属矿物和海水资源进程中，以下说法不正确的选项是( ) A ．工业上可用电解法冶炼取得金属铝 B ．海水蒸发制海盐的进程中只发生了化学转变 C ．海水淡化的方式要紧有蒸馏法、离子互换法等
D ．海水中含有钾元素，需通过氧化还原反映才可取得钾单质
解析：选项A ，工业上用电解Al2O3的方式制得金属铝，A 项正确；选项B ，海水晒盐只发生物理转变，没有化学转变，B 选项错误；选项C ，海水淡化要紧方式有蒸馏法、离子互换法等，C 选项正确；D 选项，海水中含K ＋，通过电解无水KCl 才能制得钾单质，发生氧化还原反映，D 选项正确。

答案：B
3．从海水中提取单质镁，以下途径正确的选项是( ) A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解
Mg B ．海水――→HCl MgCl 2――→电解
Mg
C ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→HCl MgCl2――→电解
Mg D ．海水――→Cl2MgCl2――→电解
Mg
解析：海水中镁元素以Mg2＋形式存在，需加石灰乳变成Mg(OH)2分离出来，然后加盐酸生成MgCl2，最后电解熔融MgCl2取得单质镁。

答案：C
4．实行海水淡化来供给饮用水，以下方式在原理上完全不可行的是( )
A．加入明矾，使海水的盐分沉淀并淡化
B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化
C．将海水通过离子互换树脂，以除去所含的盐分
D．利用半透膜，采纳反渗透法而使海水淡化
解析：海水淡化的要紧任务是除去海水中溶解的盐类物质，加入明矾后铝离子水解生成的氢氧化铝胶体只能吸附海水中的悬浮物，不能除去海水中溶解的盐类物质。

答案：A
5．(双选题)溴是海水中重要的非金属元素，地球上90%的溴元素以Br－的形式存在于海水中，因这人们称溴为“海洋元素”。

以下有关说法中正确的选项是( )
A．从海水中提取溴时，不涉及氧化还原反映
B．苯与溴反映生成溴苯
C．能够用CCl4萃取溴水中的溴
D．向FeBr2溶液中通入Cl2时，必然会发生如下反映：
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
解析：从海水中提取溴，一样要经历浓缩、氧化和提取三个步骤，A不正确。

苯只能与液溴在催化剂作用下发生取代反映，B不正确。

FeBr2与Cl2反映时，因Cl2的量不同，生成物不同，题目中没有说明Cl2与FeBr2的量的关系，故D不正确。

答案：BC
6．阅读以下内容，回答下列问题。

冶炼金属一样有以下四种方式：①焦炭法；②水煤气(或H2，或CO)法；③活泼金属置换法；
④电解法。

四种方式各有优缺点，在工业上均有应用。

(1)一种无色气体A与红热的炭反映，取得另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反映，又取得A，那么A、B别离为________(填序号)。

A ．O 二、CO2
B ．O 二、CO
C ．CO 二、CO
D ．CO 、CO2
(2)以下说法错误的选项是________(填序号)。

A ．对废旧金属最好的处置方式是回收、再利用 B ．提炼金属要通过矿石的富集、冶炼、精炼三步 C ．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得
D ．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等
(3)钛(Ti)有“以后钢铁”之称，工业上常以TiCl4＋2Mg=====△
Ti ＋2MgCl2取得海绵状钛，该反映在以下哪一种环境中进行________(填序号)。

A ．稀有气体中 B ．空气中 C ．氮气中
D ．CO2气体中
解析：(1)CO2＋C=====△2CO ，CuO ＋CO=====△
Cu ＋CO2。

(2)活泼金属的冶炼方式要紧为电解法，如Na 、Mg 、Al 的冶炼别离为电解熔融的NaCl 、MgCl 二、Al2O3。

(3)空气中的N 二、O 二、CO2在加热时均与镁反映，故反映应在稀有气体中进行。

答案：(1)C (2)C (3)A [提能综合检测]
一、单项选择题(此题包括7小题，每题4分，共28分) 1．如下金属的冶炼方式在工业上不适用的是( ) A ．Fe2O3＋3CO=====高温
2Fe ＋3CO2 B ．Al2O3＋3CO=====高温
2Al ＋3CO2 C ．MgCl2(熔融)=====通电
Mg ＋Cl2↑
D ．2HgO=====△
2Hg ＋O2↑
解析：Mg 、Al 等活泼金属只能用电解法制取，Zn 、Fe 等较活泼的金属经常使用热还原法制取，Hg 、Ag 等较不活泼的金属那么可用热分解法取得。

答案：B
2． NaCl 是从海水中提掏出来的一种重要物质，除食用外，它仍是一种工业原料，以下以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 ．全数
B ．只有①②③④
C ．只有①②③⑤
D ．只有①②④⑤
解析：海水中取得NaCl 以后，以NaCl 为原料电解饱和食盐水可制取NaOH 、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。

化学方程式：2NaCl ＋2H2O=====电解
2NaOH ＋Cl2↑＋H2↑、2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋C l2↑、Cl2＋H2=====点燃
2HCl ，以NaCl 为原料可生产纯碱。

答案：A
3．工业上冶炼金属，经常使用的方式有四种：Ⅰ.热分解法，Ⅱ.热还原法，Ⅲ.电解法，Ⅳ.湿法冶金，下表中金属与经常使用冶炼方式相符的是( )
金属 冶炼方法 A 钾、钙 Ⅳ B 钠、铝 Ⅲ C 铜、铁 Ⅰ D
银、汞
Ⅱ
解析：K 、Ca 、Na 、Al 等活泼金属利用电解法冶炼，Cu 、Fe 等金属利用热还原法冶炼，Ag 、Hg 等不活泼金属利用热分解法冶炼。

答案：B
4．氧化还原反映普遍应用于金属冶炼，以下说法不正确的选项是( ) A ．电解熔融氯化钠制取金属钠的反映中，钠离子被还原 B ．湿法炼铜与火法炼铜的反映中，铜元素都发生还原反映
C ．用磁铁矿炼铁的反映中，1 mol Fe3O4被CO 还原成Fe ，转移9 mol 电子
D ．铝热法还原铁的反映中，放出的热量能使铁熔化
解析：用磁铁矿炼铁的反映为：Fe3O4＋4CO=====△
3Fe ＋4CO2，当有1 mol Fe3O4被CO 还原成Fe 时，转移8 mol 电子。

答案：C
5．海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，具有庞大的开发潜力，人类除从海水中取得食盐和水外，还取得大量的钾、镁、溴、碘等，以下说法正确的选项是( ) A ．从海水中能够取得NaCl ，NaCl 是制造纯碱的原料
B ．海水中含有碘元素，只需将海水中的碘升华就能够够取得碘单质
C ．电解氯化钾和氯化镁的水溶液，可制得钾和镁
D ．用有机溶剂可萃取海水中的溴、碘
解析：以NaCl 为原料可制得纯碱，A 正确；海水中的碘不是单质，B 错误；利用氯化镁、氯化钾制备金属时，电解的是熔融状态的盐，C 错误；海水中溴、碘以化合态存在，D 错误。

答案：A
6．用铝热法冶炼难熔的金属，其优越性在于( )
A ．铝有很强还原性，高温下可将难熔金属从其氧化物中还原出来
B．氧化铝熔点低，容易与难熔金属分离
C．反映放出大量热量，使还原出来的金属熔化，便于分离
D．氧化铝熔点高，容易与难熔金属一路熔化
解析：铝热反映放出大量热量，用来冶炼高熔点的金属，C正确。

答案：C
7．海底黑烟囱可在海底堆积硫化物的颗粒，形成多种金属矿产。

如从海底黑烟囱周围的矿物中分离出富铜矿CuFeS2，可用于冶炼铜，冶炼进程发生的要紧反映为：
2CuFeS2===Cu2S＋2FeS＋S ①
2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2 ②
Cu2O＋FeS===Cu2S＋FeO ③
2FeS＋3O2＋SiO2===2FeO·SiO2＋2SO2 ④
2FeO＋SiO2===2FeO·SiO2⑤
Cu2S＋2Cu2O===6Cu＋SO2↑⑥
以下有关说法不正确的选项是( )
A．上述反映均属于氧化还原反映
B．该厂可同时建硫酸厂和炼铁厂
C．该厂的原料除富铜矿外，还需空气和石英
D．反映④转移12e－
解析：③和⑤不是氧化还原反映。

答案：A
二、双项选择题（此题包括3小题，每题6分，共18分）
8．以下有关说法正确的选项是( )
A．电解熔融氯化镁能够制单质镁
B ．铁的冶炼进程是通过置换反映取得单质铁
C ．海水提溴的进程中要紧发生氧化还原反映
D ．利用电解的方式能够从海水中获取淡水
解析：工业上冶炼铁用的还原剂是CO ，有关反映不是置换反映；从海水中获取淡水可用蒸馏等方式，电解会使水分解，得不到淡水。

答案：AC
9．溴碘要紧存在于海水中，有“海洋元素”的美称。

海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。

提取碘的途径如下所示： 干海带――→焙烧 海带灰――→水 水溶液――→氧化 ――→A ――→B ――→
碘单质
以下有关表达正确的选项是( ) A ．碘元素在海水中只有化合态存在 B ．在提取的进程顶用的氧化剂能够是H2O2 C ．操作A 是结晶或重结晶
D ．B 是提纯操作，经常使用蒸馏或分馏
解析：碘在海水中只以化合态(I －)存在，没有游离态，A 正确。

操作A 是萃取，操作B 是分液，然后才是蒸馏等操作来取得单质碘，C 、D 错误。

答案：AB
10．以下各组物质中能发生铝热反映的是( ) A ．Al 粉和MnO2粉末 B ．柴炭粉和CuO 粉末 C ．Al 粉和Cr2O3粉末
D ．Al 粉和稀盐酸
解析：铝热反映是铝与金属氧化物间的反映，B 中无铝粉，错误；D 中无金属氧化物，错误。

答案：AC
三、非选择题(此题包括4小题，共54分)
11．(15分)海水中镁的总储量约为×1015 t，目前世界上60%的镁来自海水。

工业上从海水中提取镁的步骤为：
①将海水中大量存在的贝壳煅烧成石灰；②将石灰制成石灰乳；③将石灰乳加入到海水沉淀池中通过滤取得Mg(OH)2沉淀；④在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸取得MgCl2溶液，再经蒸发结晶取得Mg Cl2·6H2O；⑤将MgCl2·6H2O在必然条件下加热取得无水MgCl2；⑥电解熔融的MgCl2可取得镁。

试回答以下问题：
(1)请写出海水提取镁的进程中①、⑥反映的化学方程式：
①____________________；⑥____________________。

(2)工业上采纳电解MgCl2的方式制得金属镁，电解槽中阴极的电极反映式为：________________________________________________________________________。

(3)步骤⑤中的“必然条件”指的是_______，目的是_____________________。

(4)上述提取镁的流程中，能够在降低本钱，减少污染方面做出一些工作，请写出其中一点______________________________________。

(5)有同窗以为上述进程中，可加热Mg(OH)2取得MgO，再电解熔融MgO制金属镁，如此可简化实验步骤，表现实验的简约性原那么。

你同意该同窗的方式吗？什么缘故？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：实际生产镁的进程中将贝壳煅烧成石灰，因贝壳的要紧成份是CaCO3，利用其高温分解生成CaO，溶于水得Ca(OH)2，可将镁离子从海水中沉淀出来。

MgCl2·6H2O高温加热易发生水解：MgCl2＋2H2O
Mg(OH)2＋2HCl ，而HCl 易挥发，促使水解不断进行，最终取得的是MgO ，而不是MgCl2，在HCl 气流中加热可抑制其水解。

由于MgO 熔点高，熔化能耗高，因此不用电解熔融MgO 的方式来制取Mg 。

答案：(1)CaCO3=====高温CaO ＋CO2↑
MgCl2(熔融)=====电解Mg ＋Cl2↑
(2)Mg2＋＋2e －===Mg
(3)在氯化氢气流中 抑制氯化镁水解生成氢氧化镁
(4)电解产生的氯气用于制取氯化氢气体，以实现氯元素的循环
(5)不同意 因为MgO 熔点很高，熔融时因花费大量的能量而增加生产本钱
12．(15分)某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水提取溴的进程，其实验流程如下：
海水――→除去悬浮杂质――→浓缩 ――→氧化剂氧化
――→热空气Br2g ――→Na2CO3溶液吸收⎣⎢⎢⎡⎦
⎥⎥⎤NaBr NaBrO3――→H2SO4 Br2 (1)取24 L 除去悬浮杂质后的海水，浓缩至2 L ；
(2)向其中通入足量Cl2，反映的离子方程式：______________，通入热空气的目的：______________________；
(3)将吹出的Br2用纯碱溶液吸收，反映取得NaBr 、NaBrO3和CO2，反映的化学方程式：________________________________，产生的CO2通入足量澄清石灰水中，取得1 g 白色沉淀；
(4)将吸收Br2的溶液用足量硫酸处置取得Br2单质，反映的化学方程式：____________________________，理论上能够取得Br2的质量为________；
(5)请计算海水中溴的浓度为________ g/L 。

解析：通过反映Cl2＋2Br －===Br2＋2Cl －置换出溴单质后，一样用热空气或水蒸气将Br2吹出；依照各步反映，可确信如下关系：Br2～CO2～CaCO3，依照CaCO3的质量可
求出原24 L 海水中Br2的质量为160 g/mol×1 g 100 g/mol
＝1.6 g ，那么海水中溴的浓度为错误!＝0.07 g/L 。

答案：(2)Cl2＋2Br －===Br2＋2Cl － 将Br2吹出
(3)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr ＋NaBrO3＋3CO2↑
(4)5NaBr ＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O 1.6 g
(5)
13．(9分)铝热反映的化学方程式为：2Al ＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe 。

某同窗对“铝热
反映”的现象有如此的描述：“反映放出大量的热，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的熔点、沸点数据如下：
(1)该同窗推测，铝热反映所取得的熔融物应是铁铝合金。

这种推测有必然的道理，理由是________________________________________________________________________
________________________。

(2)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。

该实验所用试剂是________________________________________________________________________，
假设观看到________________________________现象，那么说明熔融物中含有金属铝。

(3)实验室溶解该熔融物，最好选用以下试剂中的________(填序号)。

A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液
解析：(1)铝热反映放出大量的热，使生成的铁熔化，与未反映完的铝能够形成合金。

(2)铝与NaOH溶液反映产生H2。

(3)浓H2SO4使铁、铝钝化，稀HNO3会产生NO，污染环境，NaOH溶液不能溶解铁。

答案：(1)该反映温度下铝已熔化，未反映的铝可与生成的铁熔合在一路，形成合金(2)NaOH溶液有气泡生成(3)B
14．(15分)咱们明白海带中含有碘元素，常常食用海带能够防治甲状腺肿大，因此工业上经常使用海带为原料提取碘单质。

查有关资料可知碘单质有升华现象。

下面是某校化学探讨小组设计的从海带中提取单质碘的实验，请你完成以下实验。

(1)将干燥干净的海带用酒精湿润后在__________(填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。

(2)将海带灰烬冷却至室温，转移到烧杯中，加蒸馏水后，搅拌、煮沸、冷却、__________(填一种操作名称)。

(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入必然量的过氧化氢溶液，现在发生反映的离子方程式为：__________________________________。

(4)把(3)中所取得的溶液注入分液漏斗中，然后再加入四氯化碳，振荡、静置，能够观看到四氯化碳层呈________色。

经分液取得碘的四氯化碳溶液，在这一实验进程中，四氯化碳起____________作用。

(5)用试管取碘的四氯化碳溶液用水浴加热，待四氯化碳挥发完即可取得固体碘单质。

什么缘故不用酒精灯直接加热蒸发四氯化碳：_____________________________。

(6)证明取得的固体是碘单质的化学方式是_____________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。

(3)滤液中先加入硫酸酸化，后加入双氧水，发生的反映为：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。

(4)把(3)中所得溶液加入四氯化碳中，溶液分层，上层为水溶液，几乎无色，基层为碘的四氯化碳溶液，呈紫红色。

(5)用酒精灯加热碘的四氯化碳溶液，四氯化碳挥发的同时碘也容易升华，从而造成碘的损失。

(6)利用淀粉遇碘变蓝色能够查验碘单质的存在。

答案：(1)坩埚(2)过滤
(3)2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
(4)紫红萃取剂
(5)因为酒精灯直接加热时的温度高，单质碘易升华，会损失一部份碘
(6)取取得的固体少量，将其加入到淀粉溶液中，淀粉溶液变蓝，即可证明所得固体为碘单质(其他方式合理也可)。