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2023
学年
新教材
高中化学
课时
跟踪
检测
十九
自然资源
开发利用
人教版
必修
第二
课时跟踪检测(十九) 自然资源的开发利用
学业水平考试达标练
1.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( )
A.蒸馏 B.蒸发
C.过滤 D.搅拌
解析:选B 实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程,与海水晒盐的原理是相似的。
2.下列不属于海水化学资源利用的是( )
A.海水淡化 B.海水提盐
C.海水提溴 D.海水提碘
解析:选A 海水淡化是海水水资源的利用,而海水提盐、海水提溴、海水提碘等均是海水化学资源的利用。
3.下列关于石油的说法不正确的是( )
A.石油主要含C、H两种元素
B.石油通过催化重整可得到环状烃
C.石油裂化是物理变化
D.石油分馏得到的汽油是混合物
解析:选C 石油裂化是化学变化。
4.下列说法不正确的是( )
A.自然界中不存在游离态的金属单质
B.金属活动性不同,冶炼方法也有所不同
C.地球上金属矿物资源是有限的,因此,应提高金属矿物的利用率
D.废旧金属的回收利用,有利于环境保护
解析:选A 自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在,极少数金属如Au、Pt等以游离态存在,A错误;金属活动性不同,金属阳离子被还原的难易程度不同,冶炼方法不同,B正确;金属资源是有限的,既要提高金属矿物的利用率,又要回收利用废旧金属,C、D正确。
5.下列常见金属的冶炼原理不合理的是( )
选项
金属
冶炼原理
A
Fe
Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
B
Cu
Cu2S+O22Cu+SO2
C
Hg
2HgO2Hg+O2↑
D
Mg
2MgO(熔融)2Mg+O2↑
解析:选D Fe处于金属活动性顺序中间位置,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,A正确;铜处于金属活动性顺序中间位置,可以用火法炼铜,方程式为Cu2S+O22Cu+SO2,B正确;Hg为不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,C正确;Mg为活泼金属,通常用电解熔融的氯化镁的方法冶炼,而MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本,D错误。
6.有关煤的说法正确的是( )
A.煤中含有苯、二甲苯、焦炉气
B.煤的干馏是物理变化
C.煤由有机物和少量无机物组成,煤的干馏是化学变化
D.煤主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素
解析:选C 煤是多种复杂的有机物和无机物形成的混合物,不含苯、二甲苯和焦炉气,这三者都是煤在干馏过程中产生的,A错误;将煤隔绝空气加强热使其分解的过程为煤的干馏,故煤的干馏是化学变化,B错误;煤由有机物和少量无机物组成,C正确;煤中H元素含量很少,煤的构成元素主要为C元素,D错误。
7.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用,下列关于金属的说法不正确的是( )
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融的氯化物制得的
解析:选D 熔融的AlCl3不导电。
8.下列有关海水资源的综合利用不正确的是( )
A.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B.用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得到镁
C.提取海带中的碘,首先将用刷子刷净并用酒精润湿的干海带在坩埚中灼烧
D.提取海水中的溴,富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
解析:选B 海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,均可分离出水,A正确;用海水为原料,经一系列过程制氯化镁,电解熔融氯化镁制备Mg,B错误;海带中碘以离子存在,先将用刷子刷净并用酒精润湿的干海带在坩埚中灼烧,然后溶解、氧化、萃取、蒸馏分离,C正确;海水中溴离子浓度太低,氧化后吹出富集,后利用二氧化硫还原吸收,富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,D正确。
9.在石油工业中,将重油制成乙烯的方法是( )
A.裂化 B.裂解
C.干馏 D.分馏
解析:选B 将重油制成气态不饱和烃,应采取比裂化更高的温度才可以实现,采用裂解的方法。
10.下列金属的冶炼过程中,需加入还原剂的是( )
A.HgO―→Hg B.Al2O3―→Al
C.Ag2O―→Ag D.CuSO4―→Cu
解析:选D 在冶炼金属的方法中,只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合冶炼金属活动性顺序处于中间部分的金属如Fe、Cu,而后面的金属如Hg、Ag适合用热分解法,前面的金属如Al适合用电解法。
11.下列说法中不正确的是( )
A.石油化学工业是以石油为原料,既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业
B.石油裂化既能提高汽油产量,又能提高汽油的质量
C.石油的裂解和裂化都是化学变化,但二者的目的不一样
D.烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解
解析:选A 石油化学工业的原料是石油和天然气,A项不正确;石油裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量,裂解是深度裂化,以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的,B、C项均正确;烷烃裂解方式有两种,即断链和脱氢,D项正确。
12.据《天工开物》记载我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌),其原理如图2所示。已知锌的熔点为420 ℃、沸点为906 ℃。则下列说法不正确的是( )
A.升炼倭铅过程包含氧化还原反应
B.“锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气中的燃烧
C.“泥封”的目的是防止得到的锌被氧化
D.冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体
解析:选D 炉甘石的主要成分是ZnCO3,与煤炭在高温下共热,ZnCO3分解生成ZnO、CO2,C与CO2反应生成CO,CO还原ZnO得到Zn,其中生成CO及CO还原ZnO均为氧化还原反应,A正确。“锌火”是未反应完的CO与Zn蒸气从“兜室”逸出燃烧,B正确。Zn高温下易被空气中O2氧化成ZnO,故“泥封”是为了隔绝空气,防止Zn被氧化,C正确。反应区温度为1 100~1 300 ℃,Zn变为蒸气与杂质分离,在“兜室”冷凝为液体流出(冷凝区温度高于Zn的熔点),D错误。
13.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图所示:
下列说法中正确的是( )
A.进入吹出塔前,Br-被还原成了Br2
B.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2
C.经过吸收塔后,溴元素得到了富集
D.蒸馏塔中只发生了物理变化
解析:选C A项,进入吹出塔之前,发生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,Br的化合价升高,被氧化,错误;B项,根据流程,进入吸收塔的物质除Br2外,还含有空气、水蒸气、过量的氯气等,错误;C项,吸收塔中发生的反应是SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,因为海水中Br-浓度很小,因此经过吸收塔后,溴元素得到了富集,正确;D项,蒸馏塔中主要发生反应Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,为化学变化,错误。
14.如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置,下列有关叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.实验后水溶液的pH>7,溶液Y是黑色黏稠的煤焦油,上层X是粗苯等
C.气体Z易燃,可以还原氧化铜
D.液体Y是一种纯净物
解析:选D 煤的干馏是化学变化,A项正确;所得产物有焦炉气(含有CH4、H2、C2H4、CO等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合物)、粗氨水、粗苯、焦炭等,焦炉气中的H2、CO可还原氧化铜,且易燃,C项正确;氨水的pH>7,煤焦油居于水层以下,粗苯密度小于水,在上层,故B项正确;煤焦油中含有多种物质,属于混合物,D项错误。
15.海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如图:
上述流程中步骤A~D对应的装置图正确的是( )
步骤
A
B
C
D
装置图
解析:选C 由流程分析可知,海藻在坩埚中灼烧得到海藻灰浸泡得到悬浊液,过滤得到含碘离子的溶液,通入适量氯气氧化碘离子生成碘单质,加入有机溶剂萃取分液得到碘的有机溶液,通过蒸馏得到晶体碘。步骤A~D对应的装置图中,固体应在坩埚中灼烧,A错误;过滤操作需要沿玻璃棒引流到过滤器,B错误;萃取分液在分液漏斗中进行,C正确;蒸馏装置中温度计应在蒸馏烧瓶的支管口处,冷凝管中水流应下进上出效果好,D错误。
16.冶炼金属常用以下几种方法:
a.以C、CO或H2作还原剂还原;
b.利用铝热反应原理;
c.电解法;
d.热分解法。
(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳?
①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属________;
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________;
③Hg、Ag等不活泼金属________;
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得,因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险,难获得钾,且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
Na
97.8
883
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1 413
2.165
KCl
770
1 500
1.984
工业上生产金属钾的化学方程式是:
KCl+NaNaCl+K
工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数?________;其选择范围是________________________________________________________________________。
解析:选择的方法应以节约原料和降低成本为标准,同时有较高的产率,并易分离。根据每种金属的特点,应选择最佳方案,其中(2)要进行反应Na+KCl===NaCl+K,最佳选择是使K作为气体逸出,而其他物质仍然保留在体系中,这样,根据化学平衡,反应可不断正向进行。根据表中数据可知,在801 ℃<T<883 ℃时,Na、KCl、NaCl均为液态,而钾为气态。
答案:(1)①a ②c ③d ④b
(2)熔点和沸点 801 ℃<T<883 ℃
17.海洋约占地球表面积的71%,具有巨大的开发潜力。
Ⅰ.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。如图所示为海水蒸馏原理示意图,请回答下列问题:
(1)冷却水的出水口是__________(填“a”或“b”)。
(2)碎瓷片的作用是______________________________________________________。
Ⅱ.目前,从海水提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右,空气吹出法是工业大规模海水提溴的常用方法。其中一种工艺流程为:
①海水浓缩,酸化;
②通入Cl2,使Br-转化为Br2;
③通入空气、水蒸气,将Br2吹入吸收塔,与吸收剂SO2反应转化为HBr;
④通入Cl2,再经过一系列处理得到产品Br2。
请回答下列问题:
(1)步骤②③的目的是________(填“富集溴”或“萃取溴”)。
(2)在步骤③中,反应生成HBr的化学方程式是______________________________。
(3)在步骤②中,若通入44.8 L Cl2(标准状况),理论上可得到Br2__________g。
解析:Ⅰ.(1)冷却水的出水口是b;(2)碎瓷片的作用是防止暴沸。
Ⅱ.(1)步骤②③的目的是富集溴,没有发生萃取。
(2)在步骤③中,反应生成HBr的化学方程式是
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。
(3)步骤②中,若通入44.8 L Cl2(标准状况),理论上可得到Br2为×160 g·mol-1=320 g。
答案:Ⅰ.(1)b (