第16周化学与自然资源的开发利用（测试时间：45分钟，总分：90分）班级：____________姓名：____________座号：____________得分：____________一、选择题：本题共12个小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．每年的6月5日是“世界环境日”。下列行为中不符合“促进低碳经济”宗旨的是A．发展水电，开发新能源，如核能、太阳能、风能等，减少对矿物能源的依赖B．限制化学发展，关停化工企业，消除污染源头C．推广煤的干馏、气化、液化技术，提供清洁、高效燃料和基础化工原料，挖掘使用价值D．推广利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气【答案】B【解析】推行低碳经济、保护环境并不是要关停化工企业、限制化工业的发展，而是要开发新能源，提高能源利用率。2．化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法正确的是A．绿色化学的核心是对环境污染进行综合治理B．烟、云、雾在阳光照射下可观察到丁达尔效应C．“温室效应”、“酸雨”的形成都与氮氧化合物有关D．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”【答案】B3．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是A．肯定发生的是置换反应B．肯定发生的是氧化还原反应C．只能用金属作还原剂冶炼金属D．如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少11\n【答案】B【解析】金属的冶炼是将化合态的金属还原成金属单质，肯定是氧化还原反应；金属冶炼的方法有热分解法、热还原法和电解法，多数反应不是置换反应；还原法所用的还原剂有H2、CO、活泼金属等；金属的活动性越弱，越容易以游离态形式存在于自然界，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原为金属单质，因而冶炼越容易。4．冶炼金属一般有以下几种方法：①热分解法；②焦炭法；③水煤气法(CO或H2)；④活泼金属置换法；⑤电解法。这几种方法各有优缺点，它们在工业上均有应用。古代有：a.火烧孔雀石炼铜；b.湿法炼铜；现代有：c.铝热法炼铁；d.光卤石法炼镁。对它们的冶炼方法分析不正确的是A．a用②B．b用③C．c用④D．d用⑤【答案】B5．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【答案】D【解析】海水中的碘元素以碘离子(I－)的形式存在，要从海水中提取碘单质(I2)必然会涉及元素化合价的升降，即一定涉及氧化还原反应，故A项正确；海水中主要含NaCl，则往淡水中加入氯化钠等配成人造海水，可用于海产品的长途运输，故B正确；赤潮主要是由于生活污水和工农业生产的废水任意排放导致水中N、P元素含量升高引起水域的富营养化而造成的，故C项正确；海洋经济专属区的资源开发不能获得Co、Au，且B不是金属，故D项错误。【点拨】在淡水中的水体富营养化现象叫水华，在海水中引起的水体富营养化叫赤潮。6．下列制备金属单质的方法或原理正确的是11\nA．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu【答案】B【解析】制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法；制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法；制备单质Cu用热还原法。7．下列说法正确的是A．石油裂解、煤的气化、海水制镁等过程中都包含化学变化B．可电解熔融MgCl2来制取金属镁，也能电解熔融AlCl3来制取铝C．铝热剂、盐酸、水玻璃、过氧化氢、明矾均为混合物D．Na2O2、MgCl2、NaOH、NH4Cl均为含共价键的离子化合物【答案】A8．工业上利用空气吹出法提取溴的部分流程如下：下列说法错误的是A．②中可以采用纯碱溶液，发生的反应是3Br2＋6CO＋3H2O===5Br－＋BrO＋6HCOB．第③步，需加入氧化性酸，才能将Br－氧化为Br2C．B溶液颜色要比A溶液深D．第④步，采用的是蒸馏的方法【答案】B【解析】纯碱是碳酸钠，与溴反应有BrO生成，反应的离子方程式为3Br2＋6CO＋3H2O===5Br－＋BrO＋6HCO，故A正确；B．溶液中含有Br－、BrO，在酸性条件下可发生发生5Br－＋BrO+6H+===3Br2+3H2O，无需加入氧化酸，故B错误；C．B经过富集，浓度较大，则B的颜色比A深，故C正确；D．溴的浓度较大，与水的沸点不同，可蒸馏分离，故D正确。选B。9．从淡化海水中提取溴的流程如下：11\n下列有关说法不正确的是A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C．工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏【答案】C10．如图是三种稀酸对FeCr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是A．稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对FeCr合金的腐蚀性最强D．随着Cr含量增加，稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性减弱【答案】D【解析】根据图可知，Cr的含量不同，三种酸对FeCr合金的腐蚀性不同，当w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C错；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确。11．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－11\n的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示。下列说法中不正确的是A．用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉KI试纸会变蓝B．足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉KI试纸褪色的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HClC．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IOD．途径Ⅱ中若生成1molI2，则反应中转移的电子数为10NA【答案】C12．海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。下列判断正确的是A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全C．步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇D．步骤④的操作是过滤【答案】A【解析】通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I－的溶液，向该溶液中通入Cl2将I－氧化为I2，经萃取、蒸馏等操作后即得晶体I2，A正确，D错误；淀粉只能检验生成了I2，而不能说明I－已反应完全，B错误；裂化汽油中含有不饱和烃能与I2发生反应，乙醇能与水互溶，C错误。二、非选择题：本题包括4个小题，共54分。13．（13分）海水是宝贵的自然资源。利用海水可以得到一系列产品，也可以进行废气处理。（1）利用氯碱工业产品来处理含SO2的烟气的流程如图所示：11\n①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是__________________________。②上述流程中循环利用的物质是________。（2）利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示：天然海水吸收含硫的烟气后，需要用氧气进行氧化处理，其反应的化学方程式是_____________________；氧化后的海水需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是____________________。（3）从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋和Mg2＋等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁。①从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是___________。②要利用MgCl2·6H2O制得无水氯化镁，应采取的措施是________________。③电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是________(填字母)。A．Ar B．CO2C．空气D．O2E．水蒸气【答案】（13分，除标明外，每空2分）（1）①SO2＋OH－===HSO ②NaCl（1分）（2）2H2SO3＋O2===2H2SO4 使氢氧化钠与硫酸发生中和反应（3）①沉淀Mg2＋[或制取Mg(OH)2] ②在HCl气流中脱水，抑制MgCl2的水解 ③A【解析】（1）①氯碱工业中发生反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。溶液的主要成分是NaOH。将含SO2的烟气通入该溶液时发生反应SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O；SO2过量时发生反应SO2＋NaOH===NaHSO3。相应的离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O；SO2＋OH－===HSO。②由流程图可以看出，在上述流程中循环利用的物质是NaCl。（2）天然海水吸收含硫的烟气后再用氧气进行氧化处理的反应原理是2H2SO3＋O2===2H2SO411\n；氧化后的海水中含有硫酸，水溶液显酸性，所以需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是使氢氧化钠与硫酸发生中和反应。的环境中冷却。14．（14分）世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或受热。实验室用电解法制备ClO2的流程如图所示：（1）ClO2中的所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子的结构。上图所示方法制得的混合气体中杂质气体B能使石蕊溶液显蓝色，除去该杂质气体可选用________。A．饱和食盐水B．碱石灰C．浓硫酸D．蒸馏水（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品。下列说法正确的是________。A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水的处理B．二氧化氯应用在食品的工业中能有效地延长食品的贮藏期C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备二氧化氯，但该方法的缺点是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。写出该反应的化学方程式：__________。（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备二氧化氯，化学方程式是__________________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为____________________________________。此法提高了生产、储存及运输的安全性，原因是___________________。11\n【答案】（14分，除标明外，每空2分）（1）不是（1分） C（1分）（2）ABCD（3）2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O（4）2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2 产率高，易于分离，没有产生毒副产品（5）H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O 反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯和水，该反应的化学方程式为2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。（4）氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应，生成氯化钠和二氧化氯，该反应为2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2，该法相比欧洲方法的优点为安全性好，没有产生毒副产品。（5）用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯和水，该反应为H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。此法提高了生产、储存及运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用。15．（14分）海水是一个巨大的化学资源宝库，下图是海水综合利用的部分工业流程图：Ⅰ.在过程①中应加入的试剂分别为A.Na2CO3溶液、B.盐酸、C.BaCl2溶液、D.NaOH溶液，这4种试剂添加的合理顺序是 (填序号)；过程①中须完成的实验操作分别为a.多步过滤、b.蒸发浓缩、c.冷却结晶，操作a中需要的玻璃仪器是烧杯、 。Ⅱ.（1）氯碱工业的反应原理是电解饱和食盐水，下列物质不可能是氯碱工业产品的是 。A.H2B.Cl2C.Na2CO3D.NaOH11\n（2）如图所示是离子交换膜法电解原理示意图，两极均用惰性电极材料。精制饱和食盐水进入阳极室，H+在右电极上发生 反应(填“氧化”或“还原”)，所使用的离子交换膜的主要作用是 。 （3）操作人员欲用pH试纸测定右室溶液酸碱度，其操作方法为 。Ⅲ.过程④制取金属镁的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。简述工业上不使用电解MgO制取金属镁的原因：。Ⅳ.过程⑤用纯碱溶液吸收Br2，发生的主要反应为：3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2↑，则吸收1molBr2，转移的电子数为 mol。【答案】（14分）Ⅰ.DCAB或CDAB或CADB(2分，任写一种即可) 普通漏斗和玻璃棒(2分)Ⅱ.（1）C(1分)（2）还原(1分) 防止OH-与Cl2反应，净化所得的NaOH溶液(2分)（3）将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照(2分)Ⅲ.MgO的熔点远高于MgCl2的熔点(2分)Ⅳ.(2分)Ⅰ.根据除杂后不能引入新的杂质的原则，应先加入稍过量的BaCl2溶液，以除去；后加入稍过量的NaOH溶液，以除去Mg2+；再加入稍过量的Na2CO3溶液，以除去Ca2+和过量的Ba2+；最后加入过量的盐酸，将除去。这4种试剂添加的合理顺序是DCAB或CDAB或CADB；过滤时所需的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗和玻璃棒。Ⅱ11\n.（1）从电解饱和食盐水的反应不难知道，产物有氢氧化钠、氯气和氢气，只有碳酸钠不是氯碱工业产品，即选C。（2）由于氯离子在左边电极上被氧化成氯气，所以精制饱和食盐水进入了阳极室，右边电极连接直流电源的负极，H+在此电极上发生还原反应，所使用的离子交换膜的主要作用是防止OH-与Cl2反应，净化所得的NaOH溶液。（3）测定溶液pH的操作方法是：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。Ⅲ.由于MgO的熔点远高于MgCl2的熔点，如果电解MgO会浪费大量能源，故工业上采用电解MgCl2的方法制取镁。Ⅳ.根据3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2↑可知，只有溴元素化合价发生了变化，每吸收3molBr2，转移电子5mol，则吸收1molBr2，转移的电子数为mol。16．（13分）分析城市空气样本，主要污染物为可吸入颗粒物PM2.5、NOx、SO2等，其主要来源为燃煤和机动车尾气排放等。（1）某同学为检测样本中所含成分，将样本用蒸馏水处理制成待测试样，设计实验及实验现象如下：①该实验能确认存在的阳离子是____________________________。②该实验检测出样本中有NO，根据是(用化学方程式解释)_______________________。③根据该实验能否确定样本中含有SO，__________(填“能”或“否”)，若要确定SO，所需的实验药品可以是______________。（2）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm(1μm＝103nm)的颗粒物。下列说法不正确的是________(填字母序号)。a．PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程b．PM2.5颗粒小，所以对人体无害c．直径介于1～2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体d．推广使用电动汽车，可以减少PM2.5的污染（3）科研工作者用五年时间研究出利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫(SO2、SO3)和氮(NO、NO211\n)的新工艺，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CaSO4和Ca(NO2)2。①CaSO4可以调节水泥的硬化时间。尾气中SO2与石灰乳反应生成CaSO4的化学方程式为______。②Ca(NO2)2可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO2)2的化学方程式_______________________。【答案】（13分，除标明外，每空2分）（1）①Na＋、NH、K＋②3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、2NO＋O2===2NO2③否（1分） 酸性高锰酸钾溶液（2）bc（3）①2SO2＋O2＋2Ca(OH)2===2CaSO4＋2H2O②NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O气体，证明原溶液含有硝酸根离子，金属铜可以和硝酸反应产生硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮遇到空气迅速变为红棕色，即：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、2NO＋O2===2NO2；③该实验不能确定样本中含有SO，加入硝酸酸化的硝酸银会产生白色沉淀，证明可能含有氯离子或是亚硫酸根离子中的一种，亚硫酸根离子可以和硝酸之间反应得到硫酸根离子，亚硫酸根离子可以使酸性高锰酸钾褪色，但是硫酸根离子不能，可以采用高锰酸钾检验亚硫酸根离子的存在。（2）PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程，a正确；PM2.5颗粒小，但仍然对人体有害，b错误；直径介于1～2.5μm的颗粒物分散到空气中不能形成胶体，应该是1～100nm，c错误；推广使用电动汽车，可以减少PM2.5的污染，d正确。（3）①尾气中SO2与石灰乳反应生成CaSO4，说明还有氧气参与，反应化学方程式为2SO2＋O2＋2Ca(OH)2===2CaSO4＋2H2O。②NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO2)2的化学方程式为NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O。11
