高考化学总复习：第十章 化学与自然资源的开发利用 课时作业29 Word版含解析[ 高考]

课时作业(二十九)
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．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够从海水中获得的物质是
( )
A ．氯、溴、碘
B ．钠、镁、铝
C ．烧碱、氢气
D ．食盐、淡水 解析：A 、B 、C 中的金属或非金属单质需加入氧化剂或由电解法制取，均为化学变化；而D 中的食盐和淡水是利用蒸发原理制取的，为物理变化。

答案：D
2．(2012年宿州段考)金属的使用是人类拓展自身能力的标志之一。

人类利用几种常用金属的先后顺序依次为金、铜、铁、铝，之所以有先后主要取决于
( ) A ．金属在地壳中的含量多少
B ．金属的熔沸点高低
C ．金属的活泼性强弱
D ．金属的导电性强弱
解析：金属使用的早晚取决于金属的活泼性，金属越活泼，就越难被还原，发现和使用的越晚。

答案：C
3．下列物质的制取原理错误的是
( )
A ．金属钠的制取：2NaCl(熔融)=====通直流电
2Na ＋Cl 2↑
B ．金属镁的制取：MgO ＋CO=====加热
Mg ＋CO 2
C ．金属铬的制取：Cr 2O 3＋2Al=====高温
2Cr ＋Al 2O 3
D ．金属汞的制取：2HgO=====加热
2Hg ＋O 2↑
解析：Mg 的活泼性很强，用电解熔融MgCl 2来制备Mg ，或高温加热氧化镁
和碳的混合物制Mg。

答案：B
4．如果实行海水淡化来供给居民饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是
() A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化
B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化
C．将海水缓慢降温凝固以获取淡水
D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子
解析：海水淡化的方法有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

选项A，加明矾，明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。

答案：A
5．21世纪是海洋世纪，海洋经济专属区的开发受到广泛重视，下列有关说法正确的是() A．海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属镁
B．利用潮汐能发电是将化学能转化为电能
C．从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应
D．海底多金属结核矿含有Fe、Mn、Co、B等金属
解析：A中2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na与Mg2＋在水溶液中不发生置换反应，A错误；潮汐能是一种动能，不是化学能，B错误；海水中提取溴：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，是氧化还原反应，C正确；B是非金属元素，D错误。

答案：C
6．下列说法正确的是()
A．使元素从化合态转化成游离态的过程就是还原的过程
B．高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气。

工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁
C．电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有约111 mol电子转移
D．工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠
解析：元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。

与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质的过程则是
借助氧化反应，如2Br －＋Cl 2===2Cl －＋Br 2，所以选项A 不正确。

高炉炼铁中起还原剂作用的是CO ，而并非焦炭，B 错。

Al －3e －===Al 3＋，冶炼1 kg Al 共获得电子：n (e －)＝1000 g 27 g·mol
－1×3＝111.1 mol ，所以C 正确。

D 中NaCl 水溶液里的H ＋
得电子能力远比Na ＋强，所以不可能得到Na ，只能得到H 2，D 错。

答案：C
7．下列对物质用途的描述中，错误的是 ( )
A ．镁铝合金密度较小、强度高，常用作制造航天器的材料
B ．Cl 2、SO 2、NaClO 均可用于漂白
C ．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥HCl 、H 2S 、O 2
D ．可通过铝热反应冶炼某些熔点较高的金属
解析： 浓H 2SO 4具有氧化性，可氧化H 2S ，故不能干燥H 2S 。

答案：C
8．实验室欲使1.6 g Fe 2O 3完全被还原，事先应准备的CO 气体的标准状况下的体积为
( )
A ．672 mL
B ．336 mL
C ．大于672 mL
D ．小于336 mL 解析：由Fe 2O 3＋3CO=====△
2Fe ＋3CO 2知1.6 g Fe 2O 3完全反应参加反应的CO 的体积标况下应为672 mL ，但因为CO 为易爆气体而且要使生成Fe 在CO 气流中冷却，必须通入更多的CO 。

答案：C
9．在含有NaBr 和NaI 的溶液中通入足量Cl 2，然后把溶液蒸干，并将所得固体灼烧，最后剩余的物质是
( )
A ．NaCl 和NaBr
B ．NaCl 和I 2
C ．NaCl
D ．NaCl 、NaBr 和I 2 解析：在Cl 2足量的情况下，Br －、I －均被全部氧化为单质，灼烧时因挥发、升华而跑掉。

答案：C
10．(2013年海淀期中)海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部
分流程如下图所示。

下列说法不正确的是()
A．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO2－4
B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．试剂1可以选用石灰乳
D．工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁
解析：D项，Mg(OH)2受热易分解为MgO，而MgO的熔点很高，通过电解熔融的方法冶炼金属镁会耗费大量的电能，工业上一般通过电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。

答案：D
11．(2012年苏北四市调研)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是()
A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸
B．反应①、过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
解析：试剂X不可以是盐酸，若用盐酸，则Al2O3、Fe2O3均反应，导致Fe2O3无法分离除去，故A项错误；反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，故B项错误；Al2O3的电解过程属于氧化还原反应，C项错误；由于Y(CO2)过量，故最终生成NaHCO3，D项正确。

答案：D
12．(2012年南京质检)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。

下列说法不正确的是() A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B ．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C ．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe 3O 4被CO 还原成Fe ，转移9 mol e －
D ．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析：由2NaCl(熔融)=====电解
2Na ＋Cl 2↑可知钠离子得电子被还原，Cl －失电子被氧化，A 项正确；无论是湿法炼铜还是火法(热还原法)炼铜，都是正二价的铜离子得到电子生成铜原子被还原，B 项正确；1 mol Fe 3O 4被还原为Fe ，应转移8 mol e －，C 项错误；铝热反应放出大量的热，使铁成为液态从而与Al 2O 3分离，D 项正确。

故选C 。

答案：C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(9分)阅读以下内容，回答问题。

冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H 2，或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。

四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。

(1)一种无色气体A 与红热的炭反应，得到另一种无色气体B ，B 与灼热的氧化铜反应，又得到A ，则A 、B 分别为________(填序号)。

A ．O 2、CO 2
B ．O 2、CO
C ．CO 2、CO
D ．CO 、CO 2
(2)下列说法错误的是________(填序号)。

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“未来钢铁”之称。

工业上常以：TiCl 4＋2Mg=====△
Ti ＋2MgCl 2获得海绵状钛。

该反应在下列哪种环境中进行________(填序号)。

A ．稀有气体中
B ．空气中
C ．氮气中
D ．CO 2气体中
解析：(1)CO 具有还原性，可还原CuO 得到Cu ，(2)对于Na 、Mg 、Al 等活泼金属不能通过电解其盐溶液制得，而是电解熔融态的氧化物或盐制得，(3)Mg 容易
和O2、N2、CO2反应，故该反应需在稀有气体中进行。

答案：(1)C(2)C(3)A
14．(14分)(2013年莆田质检)福建有广阔的海岸线，建设海峡西岸经济区，海水的综合利用大有可为。

海水中溴含量约为65 mg·L－1，从海水中提取溴的工业流程如下：
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是___________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的________。

A．氧化性B．还原性C．挥发性D．腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：
(4)上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。

写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：__________________________________________________________________。

(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是________。

A．乙醇B．四氯化碳
C．烧碱溶液D．苯
(6)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。

①电解时，阳极反应式为________________________________________。

②若采用无隔膜的电解槽，将得到H2和________。

解析：(1)由于海水中Br－的含量低，步骤Ⅰ中获得游离态的溴后，步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴，其目的是富集溴元素。

(2)步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。

(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。

(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。

(5)乙醇能与水互溶，不能用作萃取剂。

(6)①电解饱和食盐水，阳极为Cl－放电，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑。

②若采用无隔膜的电解槽，则阴极产生的NaOH与阳极产生的Cl2反应得到NaClO。

答案：(1)富集(或浓缩)溴元素
(2)C
(3)3315 3
(4)SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(5)BD
(6)①2Cl－－2e－===Cl2↑②NaClO
15．(14分)假如你是一位企业家，在众多开发海水资源的项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求回答相关问题：
背景材料1：下表所示为海水中各元素含量情况(mg/L)
背景材料2
(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案：
方案一：直接往海水中加入沉淀剂；
方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；
方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。

你认为方案________最合理。

不选方案________的理由是______________________________________。

不选方案________的理由是______________________________________。

(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。

不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为________。

(3)为了节省成本，你可考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由：___________________________________________________________________。

解析：(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。

(2)根据市场价格，CaO 作为镁离子的沉淀剂最为经济。

假设沉淀a mol 镁离
子，需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为：2a ×40106×2300∶(a ×56106×700)＝230∶49。

(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方法生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。

答案：(1)三 一 海水中镁离子浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料 二 要加热海水需耗费很多的能源
(2)CaO 230∶49
(3)贝壳中含碳酸钙，加热分解生成的氧化钙可用作沉淀剂，节省了成本
16．(15分)(2012年江苏化学)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原－氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
Al 2O 3(s)＋AlCl 3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH ＝a kJ·mol －1
3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl 3(g) ΔH ＝b kJ·mol －1
①反应Al 2O 3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1(用含a 、b 的代数式表示)。

②Al 4C 3是反应过程中的中间产物。

Al 4C 3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为____________________________________________。

(2)镁铝合金(Mg 17Al 12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg 、Al 单质在一定温度下熔炼获得。

该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg 17Al 12＋17H 2===17MgH 2＋12Al 。

得到的混合物Y(17MgH 2＋12Al)
在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是____________________。

②在6.0 mol·L－1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。

1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________。

③在0.5 mol·L－1 NaOH和1.0 mol·L－1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X－射线衍射谱图如图所示(X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。

在上述NaOH 溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是________________(填化学式)。

(3)铝电池性能优越，Al－Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。

该电池反应的化学方程式为______________________________。

解析：(1)根据盖斯定律，将题中所给两方程式相加得：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1。

根据题给信息含氢量最高的烃为CH4，根据质量守恒写出化学反应方程式：Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑。

(4)镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，防止二者被氧化。

1 mol Mg17Al12完全吸氢17 mol，在盐酸中会释放出17 mol H2，另外镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，物质的量分别为17 mol、18 mol。

则生成氢气一共52 mol。

镁与NaOH不反应，再根据衍射谱图可知在NaOH溶液中产生氢气的主要物质是铝。

(3)铝作负极失电子被氧化、氧化银作正极，得电子被还原为Ag，电解质溶液为NaOH溶液，电池反应式为2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag ＋H2O。

答案：(1)①a＋b②Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑(2)①防止Mg、Al 被空气氧化②52 mol③Al(3)2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O。