第11章第36讲开发利用金属矿物和海水资源

第36讲开发利用金属矿务和海水资源考点1金属冶炼与金属活动性顺序表1．根据金属离子得电子能力不同而采用不同的方法。物理方法热分解法热还原法电解法主要冶炼方法游离态多数是化合态、极少数是游离态化合态自然界中的存在形态弱→强金属离子得电子能力强→弱金属原子失电子能力PtAuHgAgZnFeSnPb(H)CuKCaNaMgAl金属的活动顺序2.铝热反应(1)原理Al是还原剂，另一种氧化物作氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应，其实质是铝将氧化物中化合态的金属还原为金属单质。(活泼金属——可作还原剂)(2)实验装置(3)反应现象①镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应。②反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。③纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。④待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。(4)反应特点①高温条件；②剧烈燃烧，放出大量的热；③新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。(5)应用①在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如钡、铬、锰等，②可以应用在生产上，如焊接钢轨等。3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn。高温例1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是()A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼B【解析】合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A正确；因AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝时采用电解熔融Al2O3的方法，B错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D正确。考点2海水资源的综合利用1．海水提镁(1)工艺流程(2)步骤①加熟石灰；②过滤；③加盐酸；④浓缩结晶；⑤脱水；⑥电解。(3)发生反应的化学方程式①MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O③MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O④MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑HCl气流电解2．海水提溴(空气吹出法)(1)步骤①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化；②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质；③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的；④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气；⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。(2)发生反应的化学方程式①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4③2HBr+Cl2===2HCl+Br23．海带提碘及碘元素的检验(1)流程(2)反应的离子方程式2I-+Cl2===I2+2Cl-2H++2I-+H2O2===I2+2H2O例2海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能【解析】B项，蒸发过程为物理变化；C项，海水中的钾元素为化合态，得到单质钾为化学变化；D项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程中无化学变化。A①火法炼铜：Cu2S+O22Cu+SO2②硫铁矿煅烧：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2③FeS煅烧：4FeS+7O22Fe2O3+4SO2高温高温高温由于高温时的反应比较复杂，既与物质的化学性质有关，也与物质的物理性质有关，还与物质用量有关。所以有些反应要注意区别：1.《中华人民共和国食品安全法》于2009年月1日起实施。下列做法不利于食品安全的是()A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品B．在食品盐中添加适量的碘酸钾C．在食品加工中科学使用食品添加剂D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量A【解析】A项，聚氯乙烯有毒，不能用于塑料袋包装食品，要用只能用聚乙烯，故选A项。2.下列实验设计和结论相符的是()A．将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C．某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液24SOB【解析】A项，乙醇不可以作为萃取剂，错；B项，石蕊变蓝，则肯定为碱性，正确。C项，若原溶液中含有，生成BaSO3，再加入HCl，则与原溶液中的NO结合，相当于HNO3，则可以氧化BaSO3至BaSO4，沉淀不溶解，故错；D项，加热时，FeCl3会水解，错。24SO3.(2010·浙江卷)下列关于实验原理或操作的叙述中，不正确的是()A．从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl4B．可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中存在的甘油C．纸层析实验中，须将滤纸上的试样点浸入展开剂中D．实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇，可采用先加生石灰，过滤后再蒸馏的方法C【解析】掌握物质的分离、检验、提纯方法及相关化学实验的基本操作是解答此类题的关键。由于无水乙醇与水互相混溶，不能用无水乙醇代替CCl4从碘水中提取单质碘，故A项正确；由于甘油遇新制的Cu(OH)2悬浊液呈绛蓝色，可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中存在的甘油，故B项正确；当滤纸上的试样点浸入展开剂中时，试样点中的成分会溶解在展开剂，不会出现层析，故C项错误；由于生石灰可与乙酸作用生成沸点高的物质，过滤后蒸馏可得到无水乙醇，故D项正确。4.(2011·温州模拟)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)：下列有关说法正确的是(双选)()A．第①步中除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的药品顺序为：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸B．第②步中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2C．在第③④⑤步中溴元素均被氧化D．从第③步到第⑤步的目的是浓缩24SOAD【解析】A项，第①步中除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的药品顺序为：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，Na2CO3溶液一定要在BaCl2溶液之后加；B项，第②步中结晶出的MgCl2·6H2O应在HCl气氛中受热分解制无水MgCl2，以抑制MgCl2的水解；C项，在第③⑤步中溴元素被氧化，在第④步中溴元素被还原；D项从第③步到第⑤步的目的是浓缩。24SO1.(2011·杭州高三质检)世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成生石灰；②在海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是()A．向步骤②洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型1.(2011·杭州高三质检)世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成生石灰；②在海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是()C．在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了加快干燥速度D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法A【解析】A项中，生石灰过量，沉淀表面吸附有Ca2+，利用碳酸钠溶液检验Ca2+的存在，从而能够判断沉淀是否洗涤干净，正确；整个过程没有发生置换反应，B错误；在氯化氢气流中加热晶体是为了防止Mg2+发生水解，C错误；电解氯化镁水溶液不会得到镁单质，D错误。2.(2011·湛江模拟)天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、、Br-、CO、等离子，火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：3HCO24SOA．天然海水pH≈8的原因是由于海水中的水解B．“氧化”是利用氧气将H2SO3、、等氧化生成23CO3HCO2-3SO24SO3HSO、下列说法错误的是()2.(2011·湛江模拟)天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、、Br-、CO、等离子，火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：3HCO24SO下列说法错误的是()C．“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸D．“排放”出来的海水中的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同24SOD【解析】D项，排放出的海水中吸收了SO2气体，并通过氧化生成了，故的物质的量浓度大于进入吸收塔的天然海水，故不正确。24SO24SO3.(2011·福州模拟)在理论上我们可以电解熔融的KCl来制备金属钾，而实际上在工业生产中并不采用此法，而是用熔融状态下的KCl和Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的原因是：①钾易溶于熔化的钾盐中；②钾蒸气易逸出而污染环境；③钾被氧化后的产物与钾作用具有爆炸性；④抽走钾的蒸气有利于Na与熔化的KCl反应。其中正确的是()A．全部B．①③C．①④D．②④D【解析】钾蒸气会污染环境；用平衡移动的原理可解释当钾蒸气脱离平衡体系时，会使其移动向正向进行，故②④正确。