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3-7 开发利用金属矿物和海水资源
1.合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下
表数据,不能形成合金的是 ( )
A.Cu和Al B.Fe和Na C.Fe和Cu D.Al和Na
【答案】B
【解析】由于金属钠的沸点比金属铁的熔点还低,所以在铁没有熔化之前,钠就变为了蒸汽,钠和铁不可能形成合金,其余都是可以的,答案选B。
2.以下方法可用于工业冶炼金属的是 ( )
A.电解熔融AlCl3获取金属铝 B.电解MgCl2溶液获取金属镁
C.用CO还原铁矿石来获取金属铁 D. 电解饱和食盐水来获取金属钠
【答案】C
【解析】A.AlCl3是共价化合物,应该用电解熔融Al2O3获取金属铝,错误;B.应该电解熔融的MgCl2获取金属镁,错误;C.铁是比较活泼的金属,在工业上就是用CO还原铁矿石来获取金属铁的,正确;D. 电解熔融食盐来获取金属钠,错误。
3.海水中含有氯化镁,从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳,②在引入海水的水渠中加石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物,③将沉淀物与盐酸反应,结晶过滤、干燥产物,④将得到的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是 ( )
A.此法的优点之一是原料丰富
B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C.第④步电解时同时会产生氯气
D.以上提取镁的过程中涉及到的反应有分解反应、化合反应和置换反应
【答案】D
【解析】A.海水中富含镁,目前世界上60%的镁是从海水中提取的,A项正确;B.①②可得到氢氧化镁沉淀,③加入盐酸,可得到氯化镁,B项正确;C.第④步为电解熔融的氯化镁,生成氯气和镁,C项正确;D.反应①涉及分解、化合反应反应,反应②③涉及复分解反应,没有置换反应,D项错误;答案选D。
4.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 ( )
、
A.金属的导电性强弱 B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低 D.金属的活动性大小
【答案】D
【解析】金属的活动性越强,冶炼的程度越难,利用的越晚,所以金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于金属的活动性大小, D项正确;答案选D。
5.对三种金属元素R、U、T进行了如下的实验:
R
U
T
和稀硫酸反应
溶解并放出气体
无反应
未实验
和T的硝酸盐反应
表面上析出T
表面上析出T
未实验
据此可知这三种金属活动性由弱到强的顺序是 ( )
A.T、R、U B.T、U、R
C.U、R、T D.U、T、R
【答案】B
【解析】R能与稀硫酸反应生成H2,U不与稀硫酸反应,说明R的活泼性强于U;U能置换出T,则U比T活泼。
6.新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,它一定条件下完全吸氢的反应为:Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,得到的混合物Y(17MgH2+12Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是 ( )
A.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.该合金中含有离子键,铝元素呈正价
C.1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的Y与盐酸完全反应放出H2在标准状况下的体积为1164.8L
D. 合金的熔点高于金属镁、金属铝的熔点
【答案】C
【解析】A、镁和氮气反应,错误,不选A;B、合金是金属的混合物,不存在离子键,错误,不选B;C、:1mol Mg17Al12吸氢的反应为:Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,即吸收了17摩尔的氢气, 1mol Mg17Al12相当于17摩尔镁和12摩尔铝,所以和盐酸反应生成生成的氢气为12+18=35摩尔,所以总共 产生的氢气为35+17=52摩尔,其标准状况下的体积为52×22.4=1164.8L ,正确,选C;D、合金的熔点低于各成分金属的熔点,错误,不选D。
7.用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下:下列有关说法不正确的是 ( )
A.制取玻璃和粗硅的同时均产生CO2气体
B.生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法
D.黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料
【答案】AB
【解析】A、制取玻璃是碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳,制取粗硅是二氧化硅和碳反应生成硅和一氧化碳,错误,选A;B、制取玻璃的过程不涉及氧化还原反应,错误,选B;C、四氯化硅的熔沸点都很低,用多次蒸馏的方法提纯,正确,不选C;D、二氧化硫可以进一步和氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫再和水反应生成硫酸,氧化亚铁可以用来炼铁,正确,不选D。答案为AB。
8.目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下:
请同答下列问题:
(1)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的________,其生产方程式___________。从离子反应的角度思考,往海水中加入石灰乳的作用是______________。
(2)操作A是____,操作B是______。
(3)加入的足量试剂a是_______(填化学式)。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为___________,从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于____________。
【答案】(1)贝壳(或牡蛎壳等) CaCO3CaO +CO2↑;沉淀Mg2+ ;
(2)过滤;蒸发浓缩、冷却结晶;(3)HCl;
(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 制盐酸,循环使用
【解析】(1)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的贝壳(或牡蛎壳等),这些碳酸盐发生分解反应产生CaO和CO2,其生产方程式是CaCO3CaO +CO2↑。从离子反应的角度思考,往海水中加入石灰乳的作用是与海水中的Mg2+反应结合形成Mg(OH)2,反应的离子方程式是Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。(2)操作A是从混合物中分离出难溶性的物质的操作方法是过滤;操作B是从可溶性的物质的水溶液中获得该物质晶体的方法,由于该物质的溶解度受温度的影响变化较大,所以该操作方法是蒸发浓缩、冷却结晶;(3)Mg(OH)2是碱,与HCl发生反应会产生MgCl2,所以加入的足量试剂a是HCl;(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于制盐酸,氯气可用于水的消毒、制取漂白粉等。
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