《开发利用金属矿物和海水资源》习题.doc
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《开发利用金属矿物和海水资源》习题
1.在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()
A.K、Na、Mg、AlB.K、Na、Zn、Fe
C.Zn、Fe、Cu、AgD.Mg、Al、Zn、Fe
2.有一种强酸性溶液中可能存在I-、Cl-、Na+、Mg2+中的一种或几种,向该溶液中加入溴水,单质溴被还原,由此推断该溶液中()
A.含有I-,不能确定是否含有Cl-B.含Cl-
D.含Mg2+D.含有I-、Cl-、Na+
3.用铝热法还原下列化合物,制得金属各1mol,消耗铝最少的是()
A.MnO2B.WO3C.Co3O4D.Cr2O3
4.以海水为原料制取金属镁的生产步骤的顺序正确的是()
①过滤②加盐酸③浓缩结晶④加入熟石灰⑤电解熔融的MgCl2
A.①②③④⑤B.④①②③⑤
C.③②④①⑤D.②①③⑤④
5.下列元素在化合物中,可变化合价最多的是()
A.铁B.氯C.铝D.氧
6.下列各反应中,可以证明烯烃具有不饱和结构的是()
A.燃烧反应B.取代反应C.加成反应D.聚合反应
7.苯乙烯的结构简式为,它可能具有的性质是()
A.能使溴水褪色,但不能使KMnO4酸性溶液褪色
B.既能使溴水褪色,又能使KMnO4酸性溶液褪色
C.能发生加聚反应生成
D.易溶于水,也易溶于有机溶剂
8.下列变化属于化学变化的是()
A.煤焦油分馏B.裂解
C.海水蒸馏法制取淡水D.由乙烯变为聚乙烯
9.常见的大气污染分为一次污染和二次污染。
二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物,如:
2NO+O2====2NO2,则二氧化氮就是二次污染物,由二氧化氮导致的污染就是一氧化氮的二次污染。
下列物质:
①SO2,②NO,③NO2,④HCl,⑤CO中,不会导致二次污染的是_________。
10.某混合物A含KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的转化:
已知:
只存在于强碱性的溶液中,遇酸性物质可生成Al(OH)3沉淀。
据此完成下列问题:
(1)固体B所含物质的化学式__________________________________________________。
(2)固体E所含物质的化学式__________________________________________________。
(3)反应①的离子方程式_______________________________________________________。
11.铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。
试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。
(铜的熔点是1083℃,铁的熔点是1534.8℃)_____________________。
12.将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起使四周都是四层,把内层“纸漏斗”取出,在底部剪一个孔,用水湿润,再与另一“纸漏斗”套在一起,架在铁架台铁圈上,下面放有盛有细沙的蒸发皿,将5g炒干的三氧化二铁粉末和2g铝粉混合均匀,放在“纸漏斗”中,上面加少量氯酸钾,并在混合物中插一根镁条,用燃着的木条点燃镁条。
完成下列问题:
(1)上述反应的实验现象为____________________________________________________,因此铝可用于制造信号弹、燃烧弹、火箭推进剂等。
(2)上述反应的化学方程式为:
________________________________________________,此反应称为铝热反应,铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂,铝热反应可用于焊接铁轨。
铝粉可以和铁、铬、锰的氧化物粉末发生铝热反应,铝变成氧化铝,铁、铬、锰等金属的氧化物变成相应的金属单质。
写出下面反应的方程式。
Al+MnO2_____________________________________________________________________;
Al+Fe2O3____________________________________________________________________;
Al+Cr2O3____________________________________________________________________。
13.海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。
下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图。
试完成下列问题:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质,精制后可得NaCl饱和溶液。
精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液;最后加入盐酸至溶液呈中性。
请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式为______________________。
(2)海水提取食盐后的母液中有K+、Na+、Mg2+等阳离子。
从离子反应的角度思考,在母液里加入石灰乳起的作用是_________________________________________________________。
(3)海水里的镁元素处于游离态还是化合态?
________________,从海水中提取氯化镁的反应是不是氧化还原反应?
_______________,用电解法冶炼金属镁的反应是不是氧化还原反应?
_______________,原因是______________________________________________________。
(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁。
请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却_______________。
A.H2B.CO2C.空气D.O2
14.2010年6月5日世界环境日。
深圳及周边沿海城市海域赤潮现象日益严重,导致鱼类大量死亡,可见,海洋保护环境刻不容缓。
在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。
经过晒盐和氯化钾后的卤水中,溴的含量已提高100倍左右。
只要把卤水加入反应塔中,通过氯气
(1)和水蒸气蒸馏,就可以把“溴”蒸出来
(2),也有借助煤油从海水中提溴的(3),煤油用过之后还可以回收(4)。
土法提溴可用盐酸作用于漂白粉(5)或用二氧化锰氧化盐酸制取氯。
请完成以下几个问题:
(1)写出卤水中通入氯气时发生反应的离子方程式。
______________________________。
(2)为什么通过蒸馏法就可以将溴蒸出来?
______________________________________。
(3)用煤油提取溴的方法叫______________________________,煤油能作溴的萃取剂的原因是______________________________,如何分离海水和溴的煤油溶液?
__________________。
(4)如何分离溴和煤油?
_________________________________________________________。
(5)漂白粉的主要成分是_______________,其中能与浓盐酸反应的是_______________,它跟盐酸反应的化学方程式为_____________________________________________,这是一个氧化还原反应,其中氧化剂是_______________,盐酸表现_______________性。
15.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。
进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;
②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L-1盐酸中,得溶液C;
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。
请填空:
(1)①中引发铝热反应的实验操作是_______________。
产物中的单质B是______________。
(2)②中所发生反应的反应的化学方程式是_________________________________________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c(Mg2+)为__________________________,c(Fe2+)为___________________________。
参考答案
1.A2.A3.C4.B5.B6.CD7.BC8.BD
9.解析:
加水后,沉淀是Al2O3和Fe2O3;
Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O;
NaAlO2+2H2O+CO2====Al(OH)3↓+NaHCO3;
2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
KAl(SO4)2溶于氨水:
Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3,由其溶液中的离子组成,从而得出正确的结论。
答案:
(1)Al2O3
(2)(NH4)2SO4、K2SO4
(3)+2H2O+CO2====Al(OH)3↓+
10.解析:
二氧化硫可生成酸雨造成二次污染,2NO+O2====2NO2时二氧化氮造成二次污染物,二氧化氮跟水反应生成一氧化氮,造成二次污染。
答案:
④⑤
11.答案:
铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型
12.解析:
铝与氧化物反应的实质是氧化还原反应,铝将氧化物中的化合态金属元素还原为金属单质。
反应的特点是在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。
反应的重要意义:
一是焊接钢轨,二是冶炼V、Cr、Mn等难熔的金属。
做该实验时,要注意以下几点:
①镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃。
Al2O3与Al粉要干燥,Al粉要用未被氧化的,否则难以反应。
②Fe2O3与Al质量比要控制在3∶1,且二者要混合均匀,以保证Fe2O3与Al都完全反应。
③玻璃漏斗内的纸漏斗要厚,并要用水润湿,以免损伤玻璃漏斗。
④承接反应物的蒸发皿内要垫适量的细砂,一是防止蒸发皿炸裂,二是防止熔融的固体溅出伤人。
⑤实验装置不要离人群太近,或将实验在通风橱内损伤,防止人受伤。
答案:
(1)当外部镁条刚刚燃烧完毕时,纸漏斗内混合物立即剧烈反应,发出耀眼的白光,产生大量的烟。
纸漏斗被烧破,有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上。
液珠冷却后变为黑色固体
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr
13.解析:
粗盐提纯的主要过程是:
过量BaCl2(沉淀),过量NaOH(沉淀Mg2+),过量Na2CO3(沉淀Ca2+、Ba2+),适量HCl(中和Na2CO3并调节pH)。
答案:
(1)OH-+H+====H2OCO2-3+2H+====H2O+CO2↑
(2)将Mg2+沉淀为Mg(OH)2
(3)化合态不是是发生了化合价的变化
(4)A
14.解析:
海洋提炼溴的方法是首先将海水浓缩,然后加入合适的氧化剂将溴离子氧化成溴单质,因为溴易挥发且易溶于有机溶剂,所以可以利用萃取法或蒸馏法将溴提取出来。
漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物,其中有效成分为次氯酸钙,次氯酸钙中的次氯酸根具有强氧化性,能氧化浓盐酸中的氯离子生成氯气。
答案:
(1)2Br-+Cl2====Br2+2Cl-
(2)溴有挥发性,且温度越高越易挥发
(3)萃取煤油和水不互溶,且煤油溶解溴的能力比水的大分液
(4)蒸馏
(5)氯化钙和次氯酸钙次氯酸钙Ca(ClO)2+4HCl====CaCl2+2Cl2↑+2H2O次氯酸钙还原性和酸
15.解析:
MgO不能与铝发生置换反应,所以①发生的反应是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
②中发生的反应是Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl====MgCl2+H2O。
③中发生的反应是Fe+2FeCl3====3FeCl2,Fe+2HCl====FeCl2+H2↑。
④中加入KSCN溶液不变色,说明Fe3+完全被还原为Fe2+,溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。
根据题意假设20gA中MgO和Fe2O3的物质的量均为x,则:
40g·mol-1x+160g·mol-1x=20g,解得x=0.1mol。
溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量,c(Mg2+)==0.67mol·L-1。
反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中
n(Cl-)=n(Mg2+)×2+n(Fe2+)×2=6.0mol·L-1×0.15L=0.9mol
n(Fe2+)==0.35mol
所以c(Fe2+)==2.3mol·L-1
答案:
(1)加少量KClO3,点燃镁条并将其倒插在混合物上Fe
(2)Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl====MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+====Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+====3Fe2+
(4)0.67mol·L-12.3mol·L-1