人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用当堂检测题

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2019-2020学年高一化学期末复习专项提升卷（人教版2019必修第二册）专项07  自然资源的开发利用1．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NaCl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 Fe3O4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【答案】C【解析】Fe3O4中3个Fe原子共显+8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e−，C项错误。2．下列关于物质制备原理错误的是A．工业制备金属钠：2NaCl2Na+Cl2↑B．工业生产铁：Fe2O3+3COFe+3CO2C．湿法炼铜：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4D．以S为原料，工业生产硫酸在沸腾炉中的反应：2S+3O22SO3【答案】D【解析】A项、工业制备金属钠的原理为：2NaCl2Na+Cl2↑，A正确；B项、工业生产铁的原理为：Fe2O3+3COFe+3CO2，B正确；C项、湿法炼铜的原理为：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4，C正确；D项、以S为原料，工业生产硫酸在沸腾炉中的反应为：S+O2SO2，S不能直接转化为SO3，D错误；故本题选D。3．铝土矿主要成分是氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。从铝土矿中提炼氧化铝的流程如下：下列说法正确的是(　　)A．“滤渣”的成分是氢氧化铁B．“沉淀”的成分是二氧化硅C．“气体A”是足量的氨气D．整个流程中铝元素的化合价没有发生改变【答案】D【解析】【分析】铝土矿中Al2O3、SiO2和NaOH反应，反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Fe2O3和NaOH不反应，滤液I中含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3，滤渣为Fe2O3；向滤液I中加入CaO，发生反应CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2和Na2SiO3发生复分解反应生成沉淀，反应方程式为Ca（OH）2+Na2SiO3=2NaOH+CaSiO3↓，然后过滤，则得到的沉淀是CaSiO3，滤液II中含有NaOH、NaAlO2，向滤液II中通入气体A，A反应生成沉淀B，B煅烧生成氧化铝，则B为Al（OH）3，A和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝，则A为CO2，滤液A中含有碳酸钠或碳酸氢钠。【详解】A. “滤渣”的成分是Fe2O3，故A错误；B. “沉淀”的成分是CaSiO3，故B错误；C. “气体A”是足量的CO2，故C错误；D. Al2O3变成NaAlO2，变成Al（OH）3，最后又变成Al2O3，整个流程中铝元素的化合价没有发生改变，故D正确；故选D。【点睛】题考查物质分离和提纯，侧重考查学生分析判断及知识综合运用能力，明确基本操作方法、元素化合物性质及反应原理是解本题关键，会根据物质之间的转化确定物质成分，难点D，注意铝在整个过程中的物质的变化， Al2O3变成NaAlO2，变成Al（OH）3，最后又变成Al2O3。4．（2020·河北南宫中学高一开学考试）实验室从海带中提取碘的部分流程如图：下列说法正确的是（    ）A．完成步骤①需要装置IIIB．完成步骤③需要装置IIC．步骤⑤需要的有机溶剂可以是汽油或甘油D．步骤④可用过量的Cl2代替H2O2【答案】B【解析】A．步骤①需要在坩埚中进行，不需要蒸发皿，Ａ错误；B．步骤③为过滤，需要装置II，B正确；C．步骤⑤是萃取，甘油易溶于水，不能用作萃取剂，C错误；D．过量的Cl2可将碘氧化为碘酸根，D错误；故选B。5．（2020·珠海市第二中学高一开学考试）海带中含有碘元素。从海带中提取的碘的步骤如下：①海带焙烧成灰加入水搅拌②过滤③向滤液中加入稀H2SO4和H2O2④加入CCl4萃取⑤分液。下列说法中不正确的是（    ）A．步骤②中用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒B．步骤③中涉及的离子方程式为：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2OC．步骤④中可用酒精代替CCl4D．步骤⑤中获得I2从分液漏斗下口倒出【答案】C【解析】A．步骤②为过滤，所需要的玻璃仪器为：漏斗、玻璃棒、烧杯，故A不符合题意；B．步骤③中碘离子被双氧水氧化生成碘，发生的离子反应为：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O，故B不符合题意；C．步骤④为萃取，酒精与水互溶，不能用酒精代替，故C符合题意；D．四氯化碳的密度比水的密度大，萃取后有机层在下层，获得I2从分液漏斗下口放出，故D不符合题意；故答案为：C。【点睛】萃取剂选择三原则：①萃取剂和原溶剂互不相溶；②萃取剂和溶质不发生反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在水中的溶解度；常用的有机萃取剂有四氯化碳、苯、汽油、酒精、丙酮等。6．下列说法错误的是A．石油中含有C5~C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来【答案】D【解析】A、石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物。石油主要由液态烃构成，也溶有少量气态烃和固态烃。石油中肯定含有C5-C11的烷烃，因此通过石油炼厂的分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品，故A正确；B、使长链烃分子断裂为C5-C11烷烃的过程采用催化裂化的方法，故B正确；C、煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，故C正确；D、煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，而煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，在170℃以下蒸馏出来的馏出物里主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，所以煤中并不含有苯和甲苯，故D错误。答案选D。7．（2020·江苏省江阴高级中学高一期中）下列有关化石能源的说法错误的是（    ）A．煤、石油和天然气均属于化石能源，相比较天然气是一种更清洁的化石燃料B．煤的干馏和石油的分馏均属化学变化C．石油的裂化和裂解都是化学变化，但二者的目的不一样D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，但能减少对环境的影响【答案】B【解析】A．甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳，对环境无污染，但煤和石油的燃烧生成污染环境的氮氧化物和硫氧化物，A正确；B．煤的干馏是隔绝氧气加强热使煤分解，属于化学变化；石油分馏是根据石油中不同物质的沸点不同将各馏分分开的过程，属于物理变化，B错误；C．裂化是为了获得轻质油，裂解是为了获得乙烯，二者目的不同，C正确；D．煤转化为水煤气再燃烧的优点是便于运输，但固体的运输较为困难，同时两种状态放出的热量不会增加，还能减少对环境的影响，D正确；故选B。8．（2019·长沙麓山国际实验学校高一单元测试）煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气（一氧化碳及氢气总含量≥90%），把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是（ ）①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化③该技术实现了煤的清洁利用④该技术实现了煤的高效利用A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④【答案】C【解析】煤粉加压气化法是让煤变成以CO和H2为主要成分的合成气，此过程涉及化学变化和物理变化，减少了污染，提高了煤的利用率。①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化，该选项说法正确；②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化，同时发生了物理变化，该选项说法不正确；③一氧化碳燃烧生成二氧化碳，氢气燃烧生成水，该技术实现了煤的清洁利用，该选项说法正确；④该技术实现了煤的高效利用，该选项说法正确。综合以上分析①③④正确，答案选C。9．将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等物质，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：(1)煤干馏的条件是_______。(2)盛有冷水的烧杯的作用是__________________(3)实验后检验有粗氨水生成的操作是___(4)已知CO不能使溴水褪色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中，发现溴水褪色，则说明煤的干馏产生了_______________________(5)点燃尾气，火焰的颜色为________________________(6)从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是_________________【答案】(1)隔绝空气加强热    (2)使粗氨水和煤焦油冷凝液化    (3)将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将润湿的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成    (4)不饱和烃类物质    (5)淡蓝色    (6)分馏    【解析】(1)根据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热；(2)冷水温度较低能使粗氨水和煤焦油冷凝下来；(3)粗氨水受热分解生成氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，操作为：将具支试管取出加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口若试纸变蓝则生成粗氨水；(4)乙烯等不饱和烃类物质能使溴水褪色说明产生了乙烯等不饱和烃物质；(5)CO、乙烯等燃烧时的火焰颜色为淡蓝色；(6) 煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶,但沸点不同，可用蒸馏分离。10．铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。（1）铝粉和铁的氧化物（FeO·Fe2O3）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是______________________________________________。（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H2，产生H2的离子方程式是__________________________________________。（3）工业上以铝土矿(Al2O3·H2O)为原料生产铝，主要包括下列过程：i．将粉粹、筛选后的铝土矿溶解在NaOH溶液中；ii．加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al(OH)3固体；iii．使Al(OH)3脱水生成Al2O3；iv．电解熔融Al2O3生成Al。铝土矿粉粹的目的是________________________，电解熔融Al2O3时，加入冰晶石，其作用是__________________________。写出电解熔融Al2O3的化学方程式____________________________。（4）明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O，向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液，当溶液中的SO42－恰好沉淀时，铝元素的存在形式是__________。【答案】(1)8Al＋3【FeO·Fe2O3】4Al2O3＋9Fe  (2)2Al＋2OH－＋2H2O === 2AlO2－＋3H2↑  (3)增大接触面积，加快反应速率  降低反应混合物熔点，节约能源  2Al2O3（熔融）＝4Al+3 O2  AlO2－【解析】(1)铝粉和铁的氧化物(FeO•Fe2O3)可配成铝热剂用于焊接钢轨，铝粉和铁的氧化物发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为
8Al+3FeO•Fe2O4Al2O3+9Fe；(2)NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H2，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
(3)铝土矿粉粹是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，氧化铝溶于氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠，加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al(OH)3固体，碳酸酸性大于氢氧化铝，说明是通入二氧化碳生成；电解熔融Al2O3时，氧化铝熔点高耗能高，加入冰晶石会降低反应物熔点，节约能源；
(4)设明矾KAl(SO4)2•12H2O为1mol，则溶液中含有1molK+、1molAl3+、2molSO42-，根据反应：SO42-+Ba2+═BaSO4↓，当溶液中的SO42-完全沉淀时，需要2molBa2+，即2molBa(OH)2，2molBa(OH)2中含有4molOH-，1molAl3+和4molOH-发生反应：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；铝元素的存在形式为：AlO2-。11．（2020·河北南宫中学高一开学考试）海水资源的利用具有广阔的前景。从海水中提取Br2与MgCl2•6H2O的流程如图：（1）海水淡化的方法有蒸馏法、___（任写一种）等，考虑成本及效益试剂①可选用___。（2）比较溶液中Br2的浓度：溶液2___溶液4（填“>”或“<”）。（3）鼓入空气与水蒸气将Br2吹出，吹出的气体用SO2吸收，其化学方程式是__。（4）从MgCl2溶液获得MgCl2•6H2O晶体的主要操作包括____。【答案】（1）电渗析法（或离子交换法）    CaO或Ca(OH)2    （2）<    （3）SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4    （4）蒸发浓缩，降温结晶    【解析】由流程图可知，向苦卤中加入碱，苦卤中镁离子与碱反应生成氢氧化镁沉淀，过滤；向溶液1中通入氯气，氯气与溶液中的溴离子发生置换反应生成含有浓度较低单质溴的溶液2，用空气和水蒸气吹出溴蒸气，溴蒸气与二氧化硫反应生成含有氢溴酸和硫酸的溶液3，再向所得溶液3通入氯气得到含溴浓度较高的溶液4，将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液，氯化镁溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到六水氯化镁。【详解】（1）海水淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等。向苦卤中加入碱，苦卤中镁离子与碱反应生成氢氧化镁沉淀，考虑成本及效益试剂①可以选用CaOH)2或生石灰，故本题答案为：电渗析法（或离子交换法）；CaO或Ca(OH)2；（2）由分析可知，溶液2含有单质溴浓度低于溶液4，故本题答案为：<；（3）由分析可知，溶液中溴蒸气与二氧化硫反应生成含有氢溴酸和硫酸，反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，故本题答案为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4； （4）从MgCl2溶液获得MgCl2•6H2O晶体的主要操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤等操作，故本题答案为：蒸发浓缩，降温结晶。【点睛】本题以海水资源及其利用为载体综合考查物质的分离、制备，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目涉及物质的分离和提纯、氧化还原反应等知识点，能从总体上分析工艺流程图，知道每一步发生的反应或操作方法，熟悉常见物质的分离方法。12．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：（1）请列举海水淡化的两种方法：________、________。（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是_________。（3）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_______，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______。（4）某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后，画了如下装置简图：请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称是____________。②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是__________。③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件？___________。④C中液体颜色为________________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是________________。【答案】（1）蒸馏法    电渗析法、离子交换法等中的任意两种    （2）富集溴元素    （3）SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-    强酸对设备的严重腐蚀    （4）冷凝管    溴具有强腐蚀性，可以腐蚀橡胶    要控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分    深红棕色    萃取、分液    【解析】 (1)从海水中取淡水，有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法，除去海水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法，故答案为蒸馏法、电渗析法、离子交换法等中的一种；(2)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，故答案为富集溴元素；(3)二氧化硫吸收溴单质发生反应，SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-，环境保护主要是减少SO2气体的损耗和排放，工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸，易腐蚀设备，故答案为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；强酸对设备的严重腐蚀；(4)①由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，故答案为冷凝管；②控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质，同时避免污染环境，最后进行尾气吸收，由于溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，故答案为Br2腐蚀橡胶；③达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C，并收集该温度下的馏分，故答案为控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分；④该产物中仍残留的少量Cl2，加入NaBr溶液发生反应：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，可以除去氯气，生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到，故答案为深红棕色；蒸馏。13．某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验（一）　碘含量的测定实验（二）　碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。（1）实验（一） 中的仪器名称：仪器A________， 仪器 B________。（2）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为__________________。②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是___________________。③下列有关步骤Y的说法，正确的是________。A 应控制NaOH溶液的浓度和体积B 将碘转化成离子进入水层C 主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D NaOH溶液可以由乙醇代替④实验（二） 中操作Z的名称是________。（3）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是________________________。【答案】（1）坩埚    500 mL容量瓶    （2）向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水    液体分上下两层，下层呈紫红色    AB    过滤    （3）主要由于碘易升华，会导致碘的损失    【解析】（1）根据仪器的构造可知，用于灼烧海带的仪器为坩埚；通过仪器B配制500mL含有碘离子的浸取液，需要使用500mL的容量瓶，故答案为坩埚；500mL容量瓶；(2)①分液漏斗的检漏应先检查漏斗颈旋塞处是否漏水，再检查漏斗口玻璃塞处是否漏水，其方法是：检查漏斗颈旋塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，看是否漏水，若不漏，再将活塞旋转180°后观察是否漏水；检查漏斗口玻璃塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，把漏斗倒过来观察是否漏水，若不漏，将玻璃塞旋转180度后再倒置观察，若还是不漏水，则玻璃塞处不漏水；②步骤X为萃取操作，由于CCl4密度比水大，且I2易溶于CCl4，故萃取后分液漏斗内观察到的现象液体分为上下两层，上层呈无色，下层呈紫红色；③据题中所给信息：3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O，步骤Y目的在于把碘元素全部由CCl4层转移入水层，NaOH溶液应过量，为了下一步便于提取碘，所加氢氧化钠溶液的体积不能过多，故其浓度不能太小，故选项A、B正确，选项C错误，由于I2在CCl4和酒精中都易溶解，且CCl4和酒精互溶，酒精不能从I2的CCl4溶液中萃取I2，选项D错误；答案选AB；④实验(二)中，由于碘单质在酸性溶液的溶解度很小，碘在水溶液中以晶体析出，故操作Z是过滤；(3)由于碘易升华，加热碘的四氯化碳溶液时，碘易挥发，会导致碘的损失，故不采用蒸馏方法。