开发利用金属矿物和海水资源

第十章 化学与资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源一、选择题(每小题4分，共48分)1．环境与可持续发展是现在国际的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的 利用认识错误的是 ( )A ．海水中有大量人类需要的物质，人类可以大量开发海水中的物质，以满足资源短缺 的问题B ．海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发C ．可以用太阳能电解海水以获取氢能源D ．人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡解析：人类应该适度的开发利用海洋资源，以保持可持续发展。

答案：A2．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是 ( )A ．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B ．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C ．从海水中可以得到NaCl ，电解熔融NaCl 可制备Cl 2D ．利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析：海水中钾元素以离子形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A 错；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B 错；潮汐发电是将动能转化为电能，D 错。

答案：C3．我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。

孔雀石的主要成分是Cu 2(OH)2CO 3， 其冶炼方法是 ( )A ．焦炭还原法B ．湿法炼铜C ．铝热还原法D ．电解冶炼法解析：孔雀石受热分解产生CuO ，焦炭与CuO 反应生成Cu ，发生的反应为： Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑，2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑，符合焦炭还原法。

答案：A4．下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是 ( )A ．Cr 2O 3B ．MnO 2C ．MgOD ．V 2O 5解析：铝热反应的本质是铝置换活泼性比它弱的金属。

答案：C5．(2010·模拟精选，山西大同一模)下列说法正确的是 ( )A ．使元素的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 －)＝ 1 000 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。

答案：C6．广东正在建设海洋强省。

下列说法不正确的是 ( )A ．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B ．往淡水中加入NaCl 等配成人造海水，可用于海产品的长途运输C ．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D ．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe 、Co 、K 、Au 、Mg 、B 等金属解析：D 项中硼(B)不是金属。

答案：D7．海洋中有丰富的食品、矿产，能源、药物和水产资源等(如下图所示)， 海水—⎪⎪⎪ ――→粗盐①精盐―→氯碱工业――→母液—| Mg (OH )2――→MgCl 2·6H 2O ②无水MgCl 2――→NaBr ③Br 2――→④SO 2水溶液吸收――→⑤Br 2下列有关说法正确的是 ( )A ．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B ．第②步中结晶出的MgCl 2·6H 2O 可在空气中受热分解制无水MgCl 2C ．在第③④⑤步中溴元素均被氧化D ．第①步中除去粗盐中的SO 2－4、Ca 2＋、Mg 2＋、Fe 3＋等杂质，加入的药品顺序为：Na 2CO 3 溶液→NaOH 溶液→BaCl 2溶液→过滤后加盐酸解析：B 项，第②步中结晶出的MgCl 2·6H 2O 应在干燥的HCl 气流中受热分解，从而制 得无水MgCl 2；C 项，第③、⑤步中的溴元素发生氧化反应，第④步中的溴元素被还原；D 项，第①步中除去粗盐中的SO 2－4、Ca 2＋、Mg 2＋、Fe 3＋等杂质，加入的药品顺序为：BaCl 2溶液→NaOH 溶液→Na 2CO 3溶液→过滤后加盐酸。

答案：A8．已知MgO 、MgCl 2的熔点分别为2 800℃、604℃，将MgO 、MgCl 2加热熔融后通电电解， 都可得到金属镁。

海水中含有MgCl 2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是 ( )A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解MgB ．海水――→HCl MgCl 2溶液―→MgCl 2(熔融)――→电解MgC ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→灼烧MgO ――→电解MgD ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→HCl MgCl 2溶液―→MgCl 2(熔融)――→电解Mg解析：工业问题除理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。

从理论上看A 方法 使用NaOH 成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B 方法中得不到MgCl 2，C 方法中电解MgO 时，由于MgO 的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。

答案：D9．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 mLB ．336 mLC ．大于672 mLD ．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：C10．下列关于金属冶炼的说法不正确的是 ( )A ．金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B ．天然矿藏很少只含一种金属元素，往往含有较多杂质C ．金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤D ．金属冶炼一定要用到还原剂解析：金属冶炼不一定要用到还原剂，例如热分解法就可以不用。

答案：D11．(2010·试题调研，广东模拟)下列有关说法正确的是 ( )A ．高温加热氧化镁和碳的混合物可以制单质镁B ．铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁C ．海水提溴的过程中不发生氧化还原反应D ．利用电解的方法可以从海水中获取淡水解析：高温加热氧化镁和碳的混合物时，生成的CO 2(或CO)能不断脱离反应体系，促 使反应不断进行，因此碳可置换出镁；工业上冶炼铁用的还原剂是CO ，有关反应不是置换反应；海水提溴是使Br －变成Br 2，主要发生氧化还原反应；从海水中获取淡水可用蒸馏等方法，这是物理变化，电解是使水分解的化学变化。

答案：A12．钾是一种非常活泼的金属，易与氧气反应生成超氧化钾(KO 2)，KO 2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸。

在理论上我们可以用电解熔融KCl 的方法来制备金属钾，而 实际我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的KCl 与Na 反应并及时抽走钾蒸气的方法 制备钾，可能的原因有以下四种，其中正确的是 ( ) ①钾易溶于熔融的钾盐中 ②钾蒸气易逸出而污染环境 ③钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性 ④抽走钾蒸气时有利于钠与熔化的KCl 反应A ．全部B ．①③C ．①④D ．②④解析：从题干信息可以知道③是正确的；金属钾熔化在熔融的钾盐中，将温度控制在比 钾沸点稍高，钾变为钾蒸气，将钾蒸气抽出有利于钠与熔化的KCl 反应向正向移动；另外，钾蒸气易逸出会污染环境。

答案：A二、非选择题(本题包括4个大题，共52分)13．(13分)钛(Ti)因为具有神奇的性能，越来越引起人们的关注。

常温下钛不与非金属、强酸、强碱反应，红热时，却可以与常见的非金属单质反应。

钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。

地壳中含钛矿石之一——金红石(主要成分是TiO 2)。

目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl 4和一种可燃性气体。

该反应的化学方程式为__________________。

该反应的还原剂是________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件与TiCl 4反应制得金属钛。

(1)写出此反应的化学方程式___________________________________________。

(2)简述由上述所得产物中获得金属钛的步骤_______________________________。

解析：(1)化学方程式的书写可直接根据题中所给出的条件和反应物、生成物来写。

(2)提取金属钛时，结合题目中所给信息，常温下钛不与强酸反应，但镁能溶解，从而可选择用盐酸提纯。

答案：TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温TiCl 4＋2CO C (1)TiCl 4＋2Mg=====△Ti ＋2MgCl 2(2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得到金属钛14．(13分)海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：海水蒸发(1)若在空气中加热MgCl 2·6H 2O ，生成的是Mg(OH)Cl 或MgO ，写出相应反应的化学方 程式_______________________________________________________________________。

用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。

在干燥的HCl 气流中加热MgCl 2·6H 2O 时， 能得到无水MgCl 2，其原因是_______________________________________________。

(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤__________________。

(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。

溶解时：__________________________________________________________________。

过滤时：__________________________________________________________________。

蒸发时：__________________________________________________________________。