2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項選擇）課時過程性評價 微專題突破(八) 以金屬礦物、海水資源開發(fā)利用為背景的工藝流程題

微專題突破(八)以金屬礦物、海水資源開發(fā)利用為背景的工藝流程題(45分鐘80分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)1.(2分)海水中蘊含著豐富的礦物質(zhì)。從海水中提取鎂的主要過程如下:下列說法中,不正確的是 ()A.過程Ⅰ發(fā)生的是物理變化B.過程Ⅲ中主要發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)C.過程Ⅰ~Ⅲ的目的是富集、提純MgCl2D.可以通過電解MgCl2溶液得到鎂【解析】選D。過程Ⅰ是蒸發(fā)濃縮,屬于物理變化,A正確;過程Ⅲ是氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水,屬于復(fù)分解反應(yīng),B正確;海水中氯化鎂濃度低,過程Ⅰ~Ⅲ的目的是富集、提純MgCl2,C正確;工業(yè)上通過電解熔融MgCl2冶煉金屬鎂,D錯誤。2.(2分)由制鋁工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸鐵鋁凈水劑的流程如下。下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.控制適當(dāng)反應(yīng)溫度并不斷攪拌,有利于提高鐵、鋁浸取率B.Al2O3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式:Al2O3+6H+===2Al3++3H2OC.濾渣成分為SiO2D.浸取過程中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+【解析】選C。由流程可知,加稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、CaO+2H++SO42-===CaSO4↓+H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O或Fe2++H2O或Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O,加過氧化氫可氧化亞鐵離子,過濾分離出濾渣為硅的氧化物SiO2和CaSO4,濾液含H+、Fe3+、Ca2+、Al3+,對濾液加熱聚合,進一步得到聚合硫酸鐵鋁,以此來解答?？刂七m當(dāng)反應(yīng)溫度并不斷攪拌,可以加快反應(yīng)速率,充分反應(yīng),有利于提高鐵、鋁浸取率,A正確;Al2O3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水,離子方程式為Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,B正確;由分析可知,濾渣成分為SiO2和CaSO4,C錯誤;過氧化氫可氧化亞鐵離子,D正確。3.(4分)某同學(xué)設(shè)計以下實驗方案,從海帶中提取I2。下列說法不正確的是 ()A.操作①是過濾B.②中雙氧水作還原劑C.③的離子方程式是5I-+IO3-+6H+===3I2+3HD.含I2的溶液經(jīng)3步轉(zhuǎn)化為I2的懸濁液,其目的是富集【解析】選B。由流程可知,海帶灰用熱水溶解后,過濾,濾液中含碘離子,加過氧化氫氧化碘離子生成碘單質(zhì),加入試劑a萃取,a為苯或四氯化碳,分液得到含碘的有機溶液,再加NaOH溶液與碘反應(yīng)生成I-和IO3-,分液后向含I-和IO3-的溶液中加稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)為5I-+IO3-+6H+===3I2+3H2O,過濾提取得到粗碘。操作①是分離溶液與不溶性雜質(zhì),為過濾,A正確;向濾液中加入雙氧水是將I-氧化為I2,體現(xiàn)雙氧水的氧化性,B錯誤;I-和IO3-在酸性條件下反應(yīng)生成I2的離子方程式是5I-+IO3-+6H+===3I2+3H2O,C正確;圖中,含I24.(4分)侯氏制堿法工藝流程可用圖表示。下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.侯氏制堿法中CO2可來自煅燒石灰石B.母液Ⅰ“吸氨”可使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3,提高析出氯化銨的純度C.侯氏制堿法的工藝流程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異D.可以先通CO2,再通入NH3【解析】選D。合成氨工業(yè)提供氨氣和二氧化碳,先吸氨,再碳酸化,過濾得到母液Ⅰ,吸收氨氣降溫冷卻得到氯化銨晶體,濾液中加入氯化鈉鹽析得到的母液Ⅱ為飽和食鹽水,再循環(huán)使用,過濾得到的碳酸氫鈉晶體煅燒得到碳酸鈉為純堿,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步驟循環(huán)使用,據(jù)此分析可知。石灰石即碳酸鈣,在高溫下分解生成二氧化碳,原料廉價,CO2可來自煅燒石灰石,故A正確;通入氨氣使溶液堿性增強,使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為溶解度較大的碳酸鈉,可以提高氯化銨的純度,故B正確;侯氏制堿法是將NH3、CO2先后通入飽和NaCl溶液中,發(fā)生以下反應(yīng):NH3+CO2+H2O===NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓,其中NaHCO3溶解度最小,故有NaHCO3的晶體析出,應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異,故C正確;CO2在水中溶解度小,應(yīng)先通入NH3,再通CO2,故D錯誤。5.(4分)高鐵酸鉀(K2FeO4)具有殺菌消毒及凈水作用,某實驗小組在堿性條件下制備K2FeO4的流程如圖所示:下列說法錯誤的是 ()A.1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClOB.氧化反應(yīng):3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2OC.同溫度時高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀D.提純時,應(yīng)用到的玻璃儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯、酒精燈【解析】選D。A.1mol次氯酸得2mol電子生成氯離子,1molK2FeO4得3mol電子轉(zhuǎn)化為鐵離子,故1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClO,故A正確;B.堿性條件下,NaClO和Fe(NO3)3反應(yīng)生成Na2FeO4、NaCl、NaNO3和H2O,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O,故B正確;C.流程圖中高鐵酸鈉加入飽和氫氧化鉀溶液轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀,利用同溫度時高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀可生成高鐵酸鉀,故C正確;D.重結(jié)晶提純時需要過濾,蒸發(fā)皿不是玻璃儀器,應(yīng)用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯,故D錯誤。綜合應(yīng)用·拓思維6.(4分)CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是()A.相對于途徑①,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想B.Y可以是葡萄糖溶液C.利用途徑②制備16g硫酸銅,被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.1molD.途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2【解析】選C。途徑①發(fā)生的反應(yīng)會產(chǎn)生大氣污染物NO,而第二種方案的反應(yīng)為2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,不會產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì),因此途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,A正確;葡萄糖可與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成Cu2O沉淀,因此Y可以是葡萄糖溶液,B正確;n(CuSO4)=16g160g·mol-1=0.1mol,根據(jù)物質(zhì)在反應(yīng)時的關(guān)系可知n(H2SO4)=0.1mol,但是未發(fā)生氧化還原反應(yīng),C錯誤;途徑①反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O,NO3-由稀硝酸提供,H+由稀硝酸和稀硫酸提供,所以HNO3為2mol時,H2SO4為3mol,7.(4分)利用海水提取溴和鎂的過程如下,下列說法不正確的是 ()A.若提取1molBr2,至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L的Cl2B.工業(yè)上常利用電解熔融MgCl2冶煉金屬鎂C.富集溴元素過程中,空氣吹出法利用了溴易揮發(fā)的性質(zhì)D.工業(yè)溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去【解析】選D。因需要兩次氧化溴離子,若提取1molBr2,至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L的Cl2,A正確;金屬鎂在工業(yè)上利用電解熔融MgCl2冶煉,B正確;富集溴元素過程中,利用了溴易揮發(fā)的性質(zhì)使用空氣吹出法,C正確;鹵素單質(zhì)都能與NaOH溶液反應(yīng),故除去氯氣的同時溴也反應(yīng)了,D錯誤。8.(4分)(雙選)由含硒廢料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)在實驗室中制取硒的流程如圖所示:下列說法錯誤的是 ()A.“分離”時得到含硫煤油的方法是分液B.“酸溶”操作的目的是除去廢料中的金屬氧化物C.“浸取”后的分離操作所用玻璃儀器為燒杯、漏斗D.“酸化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:SeSO32-+2H+===Se↓+SO2【解析】選A、C。由流程可知,煤油溶解S后,過濾分離出含硫的煤油,分離出Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2后,加硫酸溶解、過濾,濾液含硫酸銅、硫酸鋅、硫酸鐵,濾渣含Se、SiO2,再加亞硫酸鈉浸取Se生成Na2SeSO3,最后酸化生成粗硒。A.“分離”的方法是過濾,故A錯誤;B.加稀硫酸溶解(酸溶)、過濾,濾液含硫酸銅、硫酸鋅、硫酸鐵,濾渣含Se、SiO2,操作的目的是除去廢料中的金屬氧化物,故B正確;C.“浸取”后的分離操作是過濾,用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗和玻璃棒,故C錯誤;D.Na2SeSO3酸化生成粗硒,可知“酸化”時發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:SeSO32-+2H+===Se↓+SO2↑+H2O,9.(4分)工業(yè)上用活性炭吸附海帶提碘后廢水中的I-制取I2,其流程如圖所示:下列說法不正確的是 ()A.氧化步驟發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO2-+4H++2I-===2NO↑+I2+2HB.活性炭吸附是為了凈化水溶液C.經(jīng)洗脫后的溶液中,只含有大量的I-和IOD.熱空氣能吹出I2,是因為I2在水中溶解度小、易升華【解析】選B。NaNO2氧化I-時的離子方程式為2NO2-+4H++2I-===2NO↑+I2H2O,A正確;活性炭吸附是為了吸收碘單質(zhì),B不正確;I2與NaOH(濃、熱)反應(yīng)的化學(xué)方程式為3I2+6NaOH(濃)===5NaI+NaIO3+3H2O,經(jīng)洗脫后的溶液中,含有大量的I-和IO3-,為碘與NaOH溶液反應(yīng)生成,C正確;I2在水中溶解度小、易升華,因此熱空氣能吹出I210.(4分)(2024·濮陽高一檢測)高鐵鋁土礦主要成分為Al2O3、Fe2O3、Fe3O4等,一種通過高鐵鋁土礦制備金屬鐵和Al2O3的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.“懸浮焙燒”時,鐵礦磁化得到的主要為Fe3O4B.“還原”時,1molC發(fā)生反應(yīng)一定轉(zhuǎn)移4mol電子C.礦渣經(jīng)處理后可加入“堿溶”操作中D.“沉淀”時,主要反應(yīng)的離子方程式為CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO【解析】選B。高鐵鋁土礦懸浮焙燒,鐵礦磁化,鋁礦活化后經(jīng)磁選得到高鋁鐵精礦和高活化鋁精礦,高鋁鐵精礦用碳還原得到鐵;高活化鋁精礦用氫氧化鈉溶液堿溶后,得到四羥基合鋁酸鈉溶液,向四羥基合鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,煅燒得到氧化鋁,據(jù)此解答。四氧化三鐵具有磁性,則“懸浮焙燒”時,鐵礦磁化得到的主要為Fe3O4,A正確;“還原”時涉及反應(yīng)有C與Fe3O4反應(yīng)生成CO2和Fe,也有可能有C+CO22CO的反應(yīng)發(fā)生,則1molC反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子不一定是4mol,B錯誤;礦渣中含有氧化鋁,經(jīng)處理后可加入“堿溶”操作中,C正確;“沉淀”時,四羥基合鋁酸鈉溶液與過量的二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉,則主要反應(yīng)的離子方程式為CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO3-,D11.(4分)(2024·青島高一檢測)工業(yè)上用赤鐵礦(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還含有少量的Al2O3、CuO等雜質(zhì))制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如下:下列說法錯誤的是 ()A.NaOH溶液加入赤鐵礦中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-B.“溶液Ⅰ”中氧化性最強的陽離子為Cu2+C.試劑b為FeD.操作③需要隔絕空氣的主要原因是防止FeSO4被氧化【解析】選B。赤鐵礦加入NaOH溶液,Al2O3和NaOH溶液反應(yīng),Fe2O3、FeO、CuO不反應(yīng),過濾后取濾渣Ⅰ,加入試劑a,結(jié)合最后制取的是綠礬可知,試劑a是硫酸,反應(yīng)后生成Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4,加入試劑b將銅除去,則b是鐵,鐵和Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,鐵和Cu2+反應(yīng)生成Fe2+和銅,濾液Ⅱ中的溶質(zhì)為FeSO4,隔絕空氣蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到綠礬。根據(jù)以上分析可知,NaOH溶液加入赤鐵礦中,Al2O3和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)4],反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-,故A正確;“溶液Ⅰ”中除了含F(xiàn)e2(SO4)3、FeSO4、CuSO4外還有過量的硫酸,氧化性最強的陽離子為Fe3+,故B錯誤;試劑b為Fe,故C正確;Fe2+具有較強的還原性,容易被空氣中的氧氣氧化,所以需要隔絕空氣操作,故D正確。12.(4分)鈦是航空、軍工、電力等領(lǐng)域的重要原材料。地殼中的含鈦礦石之一是金紅石(TiO2),其是冶煉鈦的重要原料。生產(chǎn)鈦的工藝流程如圖所示:已知:①常溫下,鈦既不與常見非金屬單質(zhì)反應(yīng),也不與強酸反應(yīng);②加熱時,鈦可以和常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。下列說法錯誤的是 ()A.CO屬于不成鹽氧化物B.反應(yīng)Ⅰ中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,同時生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO的體積為1.12LC.反應(yīng)Ⅱ的基本反應(yīng)類型為置換反應(yīng)D.在反應(yīng)Ⅱ中,氬氣的作用為防止生成的鈦被空氣中的氧氣氧化【解析】選B。CO與堿不反應(yīng),不屬于酸性氧化物,屬于不成鹽氧化物,A正確;反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2C+TiO2+2Cl2TiCl4+2CO,生成1molCO,轉(zhuǎn)移2mol電子,因此每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成CO的體積為0.1mol×22.4L·mol-1=2.24L,B錯誤;反應(yīng)Ⅱ為置換反應(yīng),C正確;鈦易被氧化,所以氬氣的作用為防止生成的鈦被空氣中的氧氣氧化,D項正確。13.(4分)(2024·濰坊高一檢測)海水資源開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法正確的是 ()A.向鹽鹵中通入的氧化劑可以是SO2B.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑C.粗鹽可采用沉淀、過濾和結(jié)晶等過程提純D.常用電解熔融氧化鎂的方法制備金屬Mg【解析】選C。由流程可知,海水曬鹽分離出粗鹽和鹽鹵,向鹽鹵中通入氧化劑如Cl2置換出溴單質(zhì),發(fā)生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,溶液中含鎂離子,與沉淀劑生石灰或石灰乳反應(yīng)生成氫氧化鎂。向鹽鹵中通入的氧化劑可以是Cl2,目的是將溴離子氧化成溴單質(zhì),二氧化硫與溴離子不反應(yīng),A錯誤;從生產(chǎn)成本的角度,工業(yè)生產(chǎn)中常選用生石灰或石灰乳作為沉淀劑,便宜易得,B錯誤;粗鹽溶于水,加沉淀劑除去雜質(zhì)后過濾,蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl,C正確;常用電解熔融無水氯化鎂的方法制備金屬Mg,D錯誤。14.(4分)由重晶石礦(主要成分是BaSO4,含SiO2等雜質(zhì))可制得氯化鋇晶體,在實驗室中某興趣小組按下列流程制取氯化鋇晶體:下列說法不正確的是 ()A.“高溫焙燒”前將原料研磨處理,能增大“高溫焙燒”的反應(yīng)速率B.“高溫焙燒”時SiO2可能被還原為SiC.“浸取過濾”發(fā)生的主要反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)D.“高溫焙燒”和“結(jié)晶”兩處操作均需用到蒸發(fā)皿【解析】選D。由流程可知,“高溫焙燒”時發(fā)生反應(yīng)BaSO4+4C4CO↑+BaS,加鹽酸時BaS與HCl反應(yīng)生成氯化鋇和H2S,過濾分離出濾渣,濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾分離出BaCl2·2H2O。為提高原料的利用率,“高溫焙燒”前原料需要經(jīng)研磨處理,可增大接觸面積,增大反應(yīng)速率,且可充分反應(yīng),故A正確;“高溫焙燒”時可能發(fā)生反應(yīng)SiO2+2C2CO↑+Si,SiO2可能被還原為Si,故B正確;加鹽酸時BaS與HCl反應(yīng)生成氯化鋇和硫化氫,無元素化合價變化,是非氧化還原反應(yīng),故C正確;“高溫焙燒”需要坩堝,“結(jié)晶”需要蒸發(fā)皿,故D錯誤。15.(14分)溴及其化合物在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、阻燃劑等領(lǐng)域有廣泛的用途。利用空氣吹出法從海水(弱堿性)中提取溴的流程如圖所示。已知:溴單質(zhì)的沸點為58.8℃。(1)海水提溴用到SO2,則硫元素在元素周期表中的位置是__________。(1分)

(2)“吹出塔”中利用了溴的__________性。(2分)

(3)“吸收塔”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________。(3分)

(4)“蒸餾塔”中溫度應(yīng)控制在__________(填字母)。(2分)

A.40~50℃B.70~80℃C.100℃以上(5)物質(zhì)A是__________________(填化學(xué)式),可以循環(huán)利用,降低成本。(2分)

(6)探究“氧化”的適宜條件,測得不同條件下溶液中Br2的含量如圖所示。注:n(①“氧化”的適宜條件為__________________。(2分)

②用離子方程式說明pH=7.5時溶液中Br2的含量較低的原因:_______________________________________。(2分)

【解析】濃縮海水通入氯氣生成溴單質(zhì),空氣吹入吹出塔將溴單質(zhì)吹出,通入含有二氧化硫和水的吸收塔,生成HBr,通入蒸餾塔中,再次通入氯氣,得到溴單質(zhì)和HCl,用水蒸氣將溴吹出并冷凝得到液溴,氯化氫可以在氧化過程中使用。(1)硫元素是16號元素,位于元素周期表第三周期ⅥA族;(2)可利用空氣將溴單質(zhì)吹出,是因為溴單質(zhì)易揮發(fā);(3)吸收塔中溴單質(zhì)與二氧化硫、水發(fā)生反應(yīng)生成HBr和H2SO4,離子方程式為Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO42-;(4)溴單質(zhì)的沸點是58.8℃,水的沸點是100℃,故溫度應(yīng)高于溴單質(zhì)的沸點,低于水的沸點,答案選B;(5)物質(zhì)A是HBr和Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物,化學(xué)方程式為2HBr+Cl2===2HCl+Br2,因而物質(zhì)A是HCl;(6)①“氧化”條件應(yīng)該選擇溶液中溴單質(zhì)的含量最高的,因而pH=1,n(Cl)n(Br)=1.1時,溶液中的溴單質(zhì)的含量最高,條件最適宜;②pH=7.5時,溶液呈堿性,而溴單質(zhì)的水溶液呈現(xiàn)酸性,單質(zhì)溴會與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng),離子方程式為Br2+2OH答案:(1)第三周期ⅥA族(2)揮發(fā)(3)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO42-(6)①pH=1、n(Cl)n(Br)=1.