专题24开发利用金属矿物和海水资源1、在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（）—+—2+A．pH=1的溶液中：HCO3、NH4、NO3、Ca++——B．在强碱性溶液中：Na、K、AlO2、Cl3+——+C．无色溶液中：Fe、MnO4、Cl、H+—12—+2—+D．c(H)=10mol/L的溶液中：ClO、Na、SO3、K【答案】B【解析】A项碳酸氢根离子和氢离子反应；C项铁离子、高锰酸根离子溶液有颜色；D次氯酸根离子会氧化亚硫酸根离子2、可逆反应aX（气）+bY（气）cZ（气）+dW（气）△H＝Q在压强P1、P2温度T1、T2下，产物W的质量与反应时间t的关系如图。下列各项关系正确的是（）A.P1＞P2B.Q＜0C.T1＞T2D.c+d＞a+b【答案】B3、把0.6mol铜粉投入含0.8mol硝酸和0.2mol硫酸的稀溶液中，则标准状况下放出的气体的物质的量为（）A．0.2molB．0.3molC．0.4molD．0.5mol【答案】B+++2+2+3+4、有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H、NH4、K、Mg、Cu、Al、﹣2﹣2﹣NO3、CO3、SO4，现取三份100mL溶液进行如下实验①第一份加足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生．②第二份加足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g．③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图．根据上述实验，以下推测不正确的是（）+2+2﹣A．原溶液一定不存在H、Cu、CO3+﹣B．不能确定原溶液是否含有K、NO31\n2+3++2+3++C．原溶液确定含Mg、Al、NH4，且n（Mg）：n（Al）：n（NH4）=1：1：2﹣1D．实验所加的NaOH的浓度为2mol·L【答案】B2+【解析】根据无色溶液可知，有颜色的离子不能存在，一定不含Cu；2﹣2﹣①第一份加足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生，所以推断一定有CO3、SO4两种离子中的一种；③第三份逐滴滴加NaOH溶液，由图可知，开始加入氢氧化钠溶液就有沉淀生成，说明不含+3+有H；沉淀最大时，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，推断一定含有Al；图象中有﹣++﹣一段平台，说明加入OH时无沉淀生成，有NH4，NH4+OH=NH3·H2O，说明含有铵根离子，最2+后溶液中有沉淀，说明溶液中含Mg，镁离子和碳酸根离子不共存，所以溶液中一定不含碳酸根离子，含有硫酸根离子；②第二份加足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99g，则2﹣溶液中n（SO4）=；+2+2﹣A．通过以上分析知，溶液中一定不存在H、Cu、CO3，故A正确；B．当加入40mLNaOH溶液时，剩余的沉淀是Mg（OH）2，n（Mg（OH）2）=0.01mol，根据原2+2+子守恒知，n（Mg）=0.01mol，c（Mg）==0.1mol/L，生成0.01molMg（OH）2需要n（NaOH）是0.02mol，Al（OH）3和NaOH反应生成NaAlO2需要NaOH溶液的体积是5mL，则铝离子和NaOH溶液反应生成Al（OH）3沉淀时需要NaOH溶液的体积是15mL，则生成氢氧化镁需要NaOH溶液的体积是10mL，所以c（NaOH）==2mol/L，氢氧化铝和NaOH3++溶液反应生成NaAlO2时，结合原子守恒知，c（Al）==0.1mol/L，c（NH4）2﹣==0.2mol/L，溶液中c（SO4）==0.3mol/L，3++2+2﹣根据溶液中电荷守恒知，3c（Al）+c（NH4）+2（Mg）＞2c（SO4），所以溶液中还存在硝酸根离子，故B错误；2+C．根据图象知，35﹣40mL时Al（OH）3和NaOH反应生成NaAlO2，则0﹣25mL时NaOH和Mg、3+Al反应生成沉淀，生成NaAlO2时需要NaOH5mL，则生成Al（OH）3需要NaOH15mL，则有10mLNaOH+溶液和镁离子反应，25﹣35mL时氢氧化钠溶液和NH4反应生成氨水，根据使用NaOH溶液体2+3++积知，n（Mg）：n（Al）：n（NH4）=1：1：2，故C正确；D．通过B知，c（NaOH）==2mol/L，故D正确；故选B．5、某溶液中可能含有等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图像2\n如图所示。下列说法正确的是+3+3+A．原溶液中含有的阳离子只有H、Fe、Al2-+B．原溶液中一定含有SO4和Na3+3+C．原溶液中含有的Fe和Al的物质的量之比为l：lD．反应最后形成的溶液中溶质只有Na2SO4【答案】C【解析】根据图象知第一段，沉淀不是马上出现，可知一定有氢离子，生成沉淀最终溶解一部分，一定有铝离子、三价铁离子，所以d点溶液中的溶质除了Na2SO4，还含有Na[Al(OH)4]，3+22Al不与CO3￣共存，所以一定不含CO3￣，根据第三段，和氢氧化钠反应的离子不产生沉淀，证明是铵根离子，根据图知生成沉淀用了6体积的氢氧化钠，其中氢氧化铝溶解用了一体积的氢氧化钠，所以形成氢氧化铝用了三体积的氢氧化钠，还有三体积的氢氧化钠一定是被三++3+3+3+3+价铁离子消耗，即原溶液中含有的阳离子是H、NH4、Fe、Al，原溶液中含有的Fe和Al的物质的量之比为1：1，故C项正确。6、下列各组离子中，在碱性溶液中能大量共存，且在加入盐酸的过程中会产生气体和沉淀的是（）+——2—+—2——A.Na、NO3、AlO2、SO4B.Na、NO3、SiO3、I+——2—+——2+C.K、Cl、AlO2、SO3D.Na、Cl、HCO3、Ca【答案】B7、下列离子方程式中，只能表示一个化学反应的是()2＋2＋2＋－＋2－①Fe＋CuFe＋Cu②Ba＋2OH＋2H＋SO4BaSO4↓＋2H2O＋－2－＋③Cl2＋H2OH＋Cl＋HClO④CO3＋2HCO2↑＋H2O＋－⑤Ag＋ClAgCl↓A．只有③B．②③C．③⑤D．①④【答案】A＋2－－8、某溶液中存在较多的H、SO4、NO3，则该溶液中还可能大量存在的离子组是（）2＋2＋－3＋－－A.Mg、Ba、BrB.Al、CH3COO、Cl2＋－2＋＋＋－C.Mg、Cl、FeD.Na、NH4、Cl【答案】D9、准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4g，则这种铁的氧化物为()A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．以上都不是【答案】C【解析】据元素守恒原理可得以下关系式：3\nCO～CO2～CaCO31mol1mol100g0．04mol0.04mol4g－1此时，气体增加的质量为0.04mol×16g·mol＝0.64g(即0.04mol氧原子的质量，也就是氧化物中氧元素的质量)，据质量守恒原理知，固体质量必定减少0.64g，那么剩余固体的质量(即铁粉的质量)为2.88g－0.64g＝2.24g，也就是说，原氧化物中含铁元素的－1物质的量为2.24g/56g·mol＝0.04mol。因此，原氧化物中铁元素和氧元素的物质的量之比即Fe、O原子个数之比为0.04∶0.04＝1∶1。10、下列物质的制备，符合工业生产实际的是（）A．电解饱和氯化钠溶液制备金属钠B．将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成碳酸氢钠沉淀，再生成纯碱C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用浓盐酸吸收制备盐酸D．将SO2和O2的混合气加压后，通过接触室制备SO3【答案】B【解析】试题分析：钠是活泼的金属，应该电解熔融的氯化钠冶炼，A不正确；B是侯氏制碱法的原理，正确；C不正确，应该用水吸收，C不正确；D不正确，该反应需要一定的温度、催化剂，常压即可，答案选B。考点：考查常见工业制备的有关判断点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于基础性试题的考查，试题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是记住有关的物质的制备原理，然后结合题意灵活运用即可，难度不大。11、下列选项中的物质加入溴水，经振荡，因发生化学反应而使溴水褪色的是（）①Na2S②NaOH③乙酸④镁粉⑤裂化汽油⑥甲苯A．①②③⑤B．②④⑤⑥C．①②④⑤D．②③④⑥【答案】C【解析】①与溴水发生反应：Na2S＋Br2===S↓＋2NaBr；②与溴发生反应：Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O；③与溴水不反应；④与溴发生反应：Mg＋Br2===MgBr2；Mg＋2HBr===MgBr2＋H2↑；⑤裂化汽油分子中含有CC双键，与Br2发生加成反应；⑥甲苯可以萃取溴水中的Br2分子，而使溴水褪色。12、从海水之中要提取镁，正确的方法是（）【答案】D【解析】镁是由电解熔融的MgCl2得到的，还要知道实际生产中从海水中提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。13、下列有关铝及其化合物的叙述正确的是()A．铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B．足量的铝分别与含1molHCl、1molNaOH的溶液反应，产生等量的氢气4\nC．工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D．在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面放出氢气【答案】C14、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【答案】C【解析】利用电子守恒：制1molMn，需电子4mol，制1molW，需电子6mol，制1molCo，需电子mol，制1molCr，需电子3mol，可见制1molCo消耗Al最少。15、准确称取某种铁的氧化物2．88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4g，则这种铁的氧化物为【答案】C16、下列实验操作中，主要不是从安全因素考虑的是A．酒精灯在不使用时，必须盖上灯帽．B．给试管里的固体加热时，试管口应略向下倾斜，外壁干燥后再预热．C．给试管里的液体加热时，试管口应略向上倾斜（约45°角），外壁干燥后再预热．D．用氢气还原氧化铜时，应先通一会儿氢气，再加热氧化铜．【答案】A17、某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题．（1）第1步：灼烧．操作是将足量海带灼烧成灰烬．﹣（2）第2步：I溶液的获取．操作名称是﹣（3）第3步：氧化．向含I的溶液加入MnO2粉末，酸性条件下得到含有碘单质的水溶液，﹣然后用苯萃取、分液，最后蒸馏．写出该步骤中发生的离子方程式补充完整：MnO2+2I+2+═Mn+I2+（4）第4步：碘单质的检验．操作是取少量第3步的溶液，滴加，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘．【答案】（2）过滤；+（3）4H；2H2O；（4）淀粉溶液．【解析】（2）海带灼烧成灰烬后，将灰烬转移到烧杯中，加适量的蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，煮沸后，过滤，故答案为：过滤；﹣+2+（3）二氧化锰在酸性条件下，可以将碘离子氧化为碘单质，即MnO2+2I+4H═Mn+I2+2H2O，+故答案为：4H；2H2O；（4）碘单质遇到淀粉会变蓝色，淀粉能检验碘单质的生成，故答案为：淀粉溶液．18、海水中有丰富的资源，多种多样的海洋动物和植物，海底有丰富的矿藏、石油、天然气－－2－＋等，此外，海水中还含有大量的电解质，它们电离产生Cl、Br（溴离子）、SO4、Na、2＋2＋Mg、Ca等，都是重要资源。5\n（1）写出步骤①、②、④分离提纯的方法：①__________________________②__________________________④__________________________（2）步骤②分离提纯过程中需要选用主要玻璃仪器的名称__________________________。（3）欲除去初步提纯后的粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4，应向该粗食盐水中依次加入NaOH溶液、_____________溶液、_____________溶液，然后过滤；为尽可能除去杂质，每次加入的试剂应_______________________________________。向所得溶液中滴加至无气泡产生，再经蒸发结晶得到食盐晶体。-（4）检验淡水中是否含有Cl的操作现象及结论_________________________。（5）写出加入试剂a后，发生反应的离子方程式_________________。（6）工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气、氢气和烧碱，请写出利用氯气和消石灰制取漂白粉的化学方程式_______________________________________。【答案】（1）①蒸馏②萃取分液④过滤（2）②分液漏斗、烧杯（3）BaCl2、Na2CO3，稍过量。稀盐酸—（4）取样，先滴加几滴稀硝酸，再滴加硝酸银，若产生白色沉淀则有Cl2＋－（5）Mg＋OH=Mg(OH)2↓（6）2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O【解析】试题分析：（1）①是直接从海水转化为淡水，故为蒸馏，②是由含碘的水溶液转化为含碘的有机溶液，溶剂的种类变了，故可以通过萃取分液，④是由粗盐转化为初步提纯的粗盐和沉淀，说明是过滤。（2）步骤②分离提纯是萃取分液，故需要用到的主要玻璃仪器为分液漏斗和烧杯2－2＋2＋（3）粗盐的提取，要注意是先除去SO4，然后再除去Ca和Ba，且每次都要加过量，最2－后除去CO3-（4）检验Cl的操作方法为取样，先滴加几滴稀硝酸，再滴加硝酸银，若产生白色沉淀则有—Cl（5）苦卤中加入试剂a后，生成了Mg(OH)2，而苦卤中含有镁离子，所以离子方程式为2＋－Mg＋OH=Mg(OH)2↓(6)消石灰为氢氧化钙，故方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O考点：海水的利用点评：此题通过对海水的利用这一知识点展开对食盐提纯相关的步骤考核和对添加除杂试剂先后顺序的认识，终合性比较强。6\n19、对于汽车尾气的净化反应：2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)－1－1－1ΔＨ＝－113.0kJ·molΔＳ＝－145.3J·mol·K，在298Ｋ、101kPa下，假定反应焓变与熵变不随温度变化，通过计算说明该反应在室温下能不能自发进行？并求此反应自发进行的温度？【答案】⑴该反应在室温下能自发进行。⑵在小于777K时反应可均可自发进行。－1【解析】⑴在298Ｋ、101kPa下，该反应的ΔＨ＝－113.0kJ·mol，ΔＳ＝－145.3J·mol－1－1－1·K，由△H－T△S＝－69.68kJ·mol＜0，因此该反应在室温下能自发进行。⑵要使反应自发进行，则△H－T△S＜0，即：T＜＝＝777K20、某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，关于“铝热反应”的现象有“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》可知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔、沸点数据如下：物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点(℃)660146220541535沸点(℃)2467—29802750(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的冷却后块状熔融物中含有金属铝。填写下列表格：所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式(3)实验室欲溶解此熔融物，最好选用下列试剂中的(填字母)。A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.NaOH溶液【答案】(1)合理(1分)(2)(各2分)所用试剂氢氧化钠溶液取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，有实验操作及现象气体产生有关反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(3)B(2分)21、已知：A、B、C、D、E、F是中学化学教材中六种常见的物质，它们之间有如图所示的相互转化关系（反应条件及部分产物未标出）。请回答下列问题：7\n（1）若A、D是与人们的日常生活息息相关的两种金属单质，F是一种强碱，则反应③的离子方程式是_______；物质D久置于空气中易变成红棕色粉末B，试写出反应①的化学方程式_________________________________。（2）若A、B、D均是有机物，其中A、B是家庭厨房中常用调味品的主要成分，且B的相对分子质量比A大14，E是密度最小的气体，则F为________（填名称），反应①的化学方程式为__________________________________。【答案】【解析】（1）因金属A能与强碱F反应，则A为Al，F可为NaOH，又因为金属D久置于空气中易生成红棕色粉末B，知22、A、B、C、D、E和F六种物质在一定条件下有如图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。(1)若反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E均为卤素单质，则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为________________，其中A的化学式是________。(2)若B为一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的水溶液，C是一种溶于强碱而不溶于B的白色絮状沉淀。则反应①的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是________________________________________________________________________。8\n(4)若B是一种淡黄色固体，绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环。化合物B的化学式为________________，F的饱和溶液与足量E反应的离子反应方程式是________________________________________________________________________。3＋+【答案】(1)Cl2>Br2>I2Br2(2)3NH3·H2O＋Al===3NH4＋Al(OH)3↓(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2＋2—(4)Na2O2CO2＋2Na＋CO3＋H2O===2NaHCO3↓【解析】(1)根据反应①②③均为水溶液中的置换反应，以及A、D、E均为卤素单质，可推知A、D、E中不可能有F2，应为Cl2、Br2、I2，显然D是I2，进而推出A是Br2，E是Cl2。(2)B是氨水，C是Al(OH)3沉淀，D是铵盐，E是酸。(3)C是Fe3O4，E是CO，D是H2，A为Fe。(4)常见的淡黄色固体有Na2O2、FeS2、S等，根据D、E是植物光合作用和呼吸作用中的循环物质以及转化关系，可知D是氧气，E是CO2。23、铝热剂并不单指Fe2O3与铝粉的混合物，实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。如铝粉与Fe3O4、V2O5或MnO2等均可发生铝热反应。(1)写出上述铝热反应的化学方程式：①___________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________。(2)据上述反应可总结出铝热反应的特点：①铝热反应实际上属于四大基本反应类型中的________，其中铝表现了其__________性，作______剂；②铝热反应常用于冶炼金属性比铝__________(填“强”或“弱”)的金属。=====【答案】(1)①8Al＋3Fe3O4高温4Al2O3＋9Fe=====②10Al＋3V2O5高温5Al2O3＋6V=====③4Al＋3MnO2高温2Al2O3＋3Mn(2)①置换反应还原还原②弱【解析】铝热反应的实质是在较高温度下，用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对弱的金属从其氧化物中还原出来。24、下面的框图利用海水和海边贝壳为原料设计的制备漂白粉的工艺流程。分析图示各物质的关系(部分反应物或生成物省略)，然后回答下列问题：(1)反应条件的选择是工业生产的关键步骤。写出①、③、④三步的反应条件：①________、③________④________。(2)反应②需要加入的试剂是________。(3)写出反应⑤生成漂白粉的化学方程式：_________________________________9\n(4)工业生产要注重效益，要关注节能减排，保护环境。请你从这个思路出发，列举上述工艺中的优点：_____________________________________________(列出两个即可)。【答案】(1)高温加热(或高温)蒸发结晶电解(2)水(或H2O)(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(4)利用废弃物贝壳、利用电解产生的氢气燃烧给贝壳加热、生产副产物NaOH等(或其他合理答案，答出两个即可)【解析】贝壳受热，其中的有机物燃烧掉，而无机物主要是碳酸钙，分解所得A为CaO，制备漂白粉的反应物为Ca(OH)2和Cl2，故B、D分别为Ca(OH)2和Cl2，C为氯化钠，E为氢气。25、某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：①将镁粉投入到冷水中，未见任何现象。②将镁粉放入溴水中，只观察到产生少量气泡，但溴水的颜色逐渐褪去。③将镁粉放入液溴中，未见任何变化。④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到红棕色很快褪去。问题：(1)实验②中观察到有少量气泡产生，可能是________，原因是___________________。(2)水的作用是____________________________________。(3)写出镁与溴反应的方程式_______________________________________。【答案】(1)氢气镁与溴水中的氢溴酸反应生成了氢气，Mg＋2HBr===MgBr2＋H2↑(2)催化剂(3)Mg＋Br2MgBr2【解析】溴水中有少量溴与水反应Br2＋H2O≒HBr＋HBrO，镁能与氢溴酸反应生成氢气。而由题意可知溴水褪色主要是因为溴分子减少甚至消失。10
