2017第4章化学与自然资源的开发利用 doc

第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源

1. A 点拨:在金属活动性顺序表中,K、Ca、Na、Mg、Al排在H前面,化学性质活泼,一般的还原剂很难将它们还原出来,工业上制得这些金属单质常用电解法冶炼。

2. D 点拨:海水中氯、溴、碘、钠、镁、铝等元素为化合态,要得到这些元素的单质,必须通过氧化还原反应获得;而海水中也不存在烧碱和氢气,所以也必须从海水中通过化学反应得到。

3. D 点拨:钠在MgCl2溶液中发生的是钠和水的反应;电解制取铝的时候,是电解熔融的氧化铝。

4. B 点拨:海水中的镁元素以Mg2+形式存在,工业上冶炼镁是采用电解熔融MgCl2的办法。因此海水中提炼镁过程的转化过程是Mg2+→Mg(OH)2↓→MgCl2→Mg。

5. D 点拨:越活泼的金属在自然界中也越可能以化合态的形式存在,也越难冶炼,所以发现和应用也就较迟。 6. (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性和酸

点拨: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。

7. B 点拨:要证明在食盐内存在着I,最终还是要把I转化为I2来检验,根据题示条件,可知在此转化过程中,需要酸和I-等物质,然后用淀粉检验单质I2。

8. C 点拨:“铝热剂”冶炼金属、焊接铁轨等利用了铝是活泼的金属,同时反应时能放出大量的热,而镁也是活泼的金属,但与金属氧化物反应时放热较少,故不能采用“镁热剂”法冶炼金属。

9. B 点拨:Na、Mg等金属很活泼,要用电解其熔融盐的方法冶炼;Fe、Zn等中等活泼金属用

CaCl2+2Cl2↑+2H2O 次氯酸钙 还原

CO、C、H2等还原剂在高温下还原冶炼,即热还原法;Hg、Ag等不活泼金属用热分解法冶炼,所以B项错误。

10. B、C 点拨:若反应为Fe+Fe2O3

3FeO,1molFe消耗1molFe2O3,同时生成3mol FeO,此

3Fe3O4,1molFe消耗

时,n(FeO)=6mol,n(Fe2O3)=4mol,B正确;若反应为Fe+4Fe2O34molFe2O3,此时n(FeO)=3mol,n(Fe2O3)=1mol,C正确。 11. A 点拨:要熟悉以NaCl为原料的几个化学工业反应。

12. C 点拨:第一步是分解反应;第二步是化合反应和复分解反应;第三步也是复分解反应;第四步是分解反应。没有涉及置换反应。

13. (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+Fe2O34Al+3MnO22Al+Fe2O32Al+Cr2O3

Al2O3+2Fe 2Al2O3+3Mn Al2O3+2Fe Al2O3+2Cr

点拨: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进行,防止人受伤。 14. (1)w(NaBr)=0.0065%×=0.0084% (2)1.0t÷0.0065%=15384.6t 15. (1)==1∶1.13或0.89

(2)③①② (3)Cl2 H2 a%小于b%

点拨:(1)根据电解食盐水制取烧碱的化学方程式,可计算出生成Cl2和烧碱的质量比。(2)为保证杂质离子能被充分除去,每一步所加除杂试剂应该过量,但在下一步或以后的步骤中又能被除去,所以顺序应该是③①②。(3)本题的突破口在B燃料电池这边,通空气一边为正极(还原反应),那么左边必然通H2,这样Y即为H2;再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X,则X必然为Cl2;A中的NaOH进入燃料电池正极再出来,依据O2+2H2O+4e-4OH-可知NaOH的浓度增大。

第二节 资源综合利用 环境保护

1. B 点拨:开发太阳能、核能、氢能等清洁能源代替煤、石油和天然气,有利于节约资源、

保护环境,A项正确;有些添加剂补充了人体必需的元素,对人体有益,例如,食盐中添加KIO3,补充碘元素,B项错误;电池中重金属如锌、镉、铅等对水体和土壤都有污染,对它们进行分类回收和提取,有利于保护环境,C项正确;从2008年6月1日起,我国实行塑料袋有偿使用制度,可减少白色污染,D项正确。

2. C 点拨:酸雨主要是含硫燃料的大量燃烧产生的二氧化硫造成的,要减少酸雨,必须减少二氧化硫的排放量。

3. C 点拨:分馏是利用物质沸点不同来分离液体物质的方法,石油分馏时得到的每一种馏分仍为混合物,A错误;石油裂化是指在一定条件下将含碳原子数较多,相对分子质量较大的烃断裂为含碳原子数较少,相对分子质量较少的烃的过程,属化学变化,B错误;煤干馏可以得到粗苯、煤焦油等物质,C正确;石油是烃类物质的混合物,裂解产物仍然为烃,不会生成氯乙烯,D错误。

4. B 点拨:煤的液化是将煤在一定条件下转化为液态燃料的过程。

5. C 点拨:A项煤的干馏和B项煤的液化属于煤的综合利用,而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用,D项石油裂解属石油的综合利用,故选C。 6. (1)酒精喷灯 烧杯

(2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液等 分馏 (3)H2、CH4、CH2CH2、CO 淡蓝色

点拨:本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有H2、CH4、CH2CH2、CO,燃烧时呈淡蓝色火焰。

7. C 点拨:原子经济性较好的反应通常是一些化合反应。

8. A、D 点拨:石油分馏是将含碳原子数较多的重油与含碳原子数较少的轻质油分开,但仍然得不到纯净物,所以没有恒定沸点。石油的裂化与裂解是将碳链较长的烷烃断裂为碳原子数少的烃。

9. D 点拨:雨水pH降低,说明溶液的酸性增强,也就是H2SO3转化为酸性更强的H2SO4。 10. D 点拨:仔细分析该反应中元素化合价的变化情况。

11. D 点拨:大量开采地下水会造成地面沉降等问题,不利于可持续发展。

12. A 点拨:A项,温室效应是CO2浓度增高所致。D项,含硫的物质燃烧生成SO2,SO2在一些催化剂作用下生成SO3,SO3被水吸收生成H2SO4或SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3再被氧化

成H2SO4;空气中的NO2(汽车尾气)与H2O反应生成HNO3或NO与O2、水反应生成HNO3。 13. ④⑤ 点拨:二氧化硫可形成酸雨造成二次污染;2NO+O2染;二氧化氮跟水反应生成一氧化氮,造成二次污染。 14. (1)Ca(OH)2(或CaO) (2)Ca(OH)2+H2SO415. (1)Al2O3+3H2SO4

CaSO4+2H2O(或CaO+H2SO4Al2(SO4)3+3H2O SiO2

2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑

CaSO4+H2O)

2NO2,二氧化氮造成二次污

(2)CaSO4 3CaCO3+2Al3++3S+3H2O(3)溶液中的部分S 被氧化成S 减小

点拨:(1)Al2O3为两性氧化物,可溶于H2SO4溶液,而SiO2只能溶于HF,不溶于H2SO4,所以滤渣为SiO2。(2)CaCO3与H2SO4反应生成微溶性的CaSO3,为滤渣Ⅱ的成分。反应的方程式为Al2(SO4)3+3H2O

2Al(OH)3+3H2SO4、CaCO3+H2SO4

CaSO4+H2O+CO2↑,将两个反应相加2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑。(3)SO2

消去H2SO4得离子方程式为3CaCO3+2Al3++3S+3H2O

为+4价,进入溶液转化成S,在加热时会被氧化生成稳定的S,这部分S将不再产生SO2。循环利用的溶液,相当于再通入SO2,溶液的酸性增强,pH变小。