1、第四章 化学与自然资源的开发与利用一、选择题(本题包括 18 小题，每小题 3 分，共 54 分，每小题只有一个选项符合题意)1(2017河北石家庄一中期中考试)下列可被工业上采用的冶金方法是( )A电解熔融的氯化铝制铝B电解熔融的氯化镁制镁C电解氯化钠溶液制钠D高温下用 H2还原氧化镁制镁考点 金属的冶炼题点 金属冶炼方法的选择答案 B解析 氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存在，基本不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，A 项错误；电解 Na 、Mg 2 、Al 3 的水溶液时，电子被 H 得到，因而电解比氢活泼的金属的阳离子的水溶液是得不到金属单质的，C 项错误；比 Al 活泼
2、的金属很难用一般的还原剂(如 H2.CO、C 等)将它们从其化合物中还原出来，而 MgO 的熔点很高，D 项错误。2(2017聊城市外国语学校高二下学期期末考试)我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭的混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，对应的冶炼方法是( )A焦炭还原法 B湿法炼铜C铝热还原法 D电解冶炼法考点 金属的冶炼题点 金属冶炼方法的选择答案 A解析 解本题时容易犯的错误是忽视题目信息，误认为采用的是湿法炼铜而错选 B。火烧孔雀石和焦炭的混合物发生的反应有 Cu2(OH)2CO3 2CuOH 2OCO 2，2CuOC 2CuCO 2，属于焦炭= = = = = = =
3、 = = =高 温 还原法。3(2017河南商丘九校联考)21 世纪以来，国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦不断，在捍卫主权的同时，人们看重的是海洋这个巨大的资源宝藏。下列有关海洋资源综合利用的说法错误的是( )A从海水中提取溴单质一定伴有化学变化B海水资源的利用，主要指海水的淡化C海底多金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素D在研究和开发海水资源时，不能以牺牲环境为代价考点 海水资源及其开发利用题点 海水资源的综合利用答案 B解析 A 项，海水中的溴元素需要通过氧化剂把溴离子氧化为溴单质，此过程中发生化学变化，不符合题意；B 项，从海水中可以提取食盐、溴、钾盐、镁及其化合物、铀、重水、卤水等
4、，不是主要指海水的淡化，符合题意；C 项，海底的资源非常丰富，海底多金属结核矿，含有铁、锰、钴等多种金属元素，不符合题意；D 项，开发海洋资源不能破坏环境，应符合绿色环保的思想，不符合题意。4溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为 0.067 gL1 ，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到单质溴。下列有关说法正确的是( )A向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为 Br Cl 2=Cl Br 2B向苦卤中通入氯气时，溴元素化合价升高，被还原C将单质溴从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取D将单质溴从溴水中分离出来，可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃
5、取考点 海水资源及其开发利用题点 海水中化学资源的提取答案 D解析 A 项，离子方程式未配平，错误；B 项，向苦卤中通入氯气时，溴元素化合价升高，被氧化，错误；C 项，裂化汽油中含有大量不饱和烃，会与溴发生加成反应，因此不能用作溴的萃取剂，错误；D 项，Br 2在苯、CCl 4中溶解度很大，且不与之发生反应，因此可用苯、CCl 4等萃取溴水中的溴，正确。5(2017广东惠州期末)石油和煤都是重要的化石能源，下列有关石油和煤的叙述正确的是( )A都是纯净物 B都含有碳元素C都是可再生能源 D都有固定的沸点考点 煤、石油和天然气的综合利用题点 化石燃料的相关综合答案 B解析 煤、石油都属于不可再生
6、能源，是混合物，没有固定的沸点，故 B 项正确。6煤被誉为“工业的粮食” ，下列关于煤的说法正确的是( )A煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃B煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤C煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用D向煤中加入适量 CaSO4，可大大减少燃烧产物中 SO2的量考点 煤、石油和天然气的综合利用题点 煤的综合利用答案 C解析 A 项，煤干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，错误；B 项，煤的液化是煤在高温高压的条件下转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化，错误；C 项，煤气化生成 CO、H 2，CO 和 H2的燃烧高效、清洁，正确；D 项
7、，向煤中加入适量 CaCO3.CaO 或 Ca(OH)2，可大大减少燃烧产物中 SO2的量，错误。7下列说法不正确的是( )A煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠B煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为一氧化碳和氢气C汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物D以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维考点 煤、石油和天然气的综合利用题点 相关知识的综合考查答案 C解析 植物油是由 C.H、O 三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。8(2017鄂东南重点中学联考)下列说法不正确的是( )A与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料B乙醇是一种可再生能源，作
8、为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境C利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量D煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义考点 煤、石油和天然气的综合利用题点 相关知识的综合考查答案 D解析 A 项，天然气的主要成分是 CH4，完全燃烧生成 CO2和 H2O，对环境无污染，而煤或柴油燃烧能产生污染环境的 SO2.NOx等气体，正确；B 项，C 2H5OH 完全燃烧生成 CO2和 H2O，对环境无污染，正确；C 项，太阳能、风能和氢能均为绿色能源，正确；D 项，煤气化的目的是获得高效清洁燃料，错误。9用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如用由石
9、油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生产过程如下：下列说法不正确的是( )A通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯B煤干馏不能直接得到苯C制聚苯乙烯的反应中为加成反应D反应的原子利用率都达到了 100%考点 有机合成高分子材料题点 高分子化合物及其合成答案 D解析 A 项，石油裂解是为了得到更多的有机化工原料如乙烯等，正确；B 项，煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物，还要进行分馏才能得到苯，正确；C 项，根据反应特点可知反应为加成反应，正确；D 项，反应的原子利用率都达到 100%，而反应中除生成目标产物外，还生成了 H2，原子利用率小于 100%，错误。10某高分子化合物的部分结构如图
10、所示，下列说法不正确的是( )A聚合物的链节是B聚合物的分子式为(C 2H2Cl2)nC聚合物的单体是 CHCl=CHClD若 n 为聚合度，则其相对分子质量为 97n答案 A解析 该分子为加聚产物，其单体为 CHCl=CHCl，链节为CHClCHCl， n 为聚合度，相对分子质量为 97n，故选项 A 错误。11化学与生活密切相关，下列说法正确的是( )A聚乙烯塑料不会对环境造成污染B煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料C通过蒸发可从海水中提取溴、碘、镁D利用粮食酿酒经过了淀粉葡萄糖乙醇的化学变化过程考点 环境保护与绿色化学题点 环境保护答案 D12我国最近从国外引进一套设备，它可以
11、有效消除“白色污染” ，它可把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为( )A裂解 B裂化C分馏 D干馏答案 B解析 造成“白色污染”的废旧塑料一般是不饱和烃的加聚物，经过裂化可以得到碳链较短的汽油、煤油。13(2017陕西榆林检测)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( )ACO 2属于大气污染物B酸雨是 pH 小于 7 的雨水CCO 2.NO2或 SO2都会导致酸雨的形成D大气中 CO2含量的增加会导致温室效应考点 环境保护与绿色化学题点 环境污染与防治答案 D解析 A 项，CO 2不属于大气污染物，错误；B 项，酸雨是 pH 小于 5.6 的雨水，错
12、误；C 项，酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，CO 2不会引起酸雨，错误；D 项，全球气候变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等的产生都和CO2的排放有关，正确。14(2017福建师大附中期末考试)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是( )A地球上最基本的能源是化学能B太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用C利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”D人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值考点 环境保护与绿色化学题点 环境保护答案 C解析 A 项，地球上最基本的能源是太阳能，错
13、误；B 项，生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能并存储在生物质内部的能量，是太阳能以化学能的形式存储在生物质中的能量，所以使用太阳能热水器不涉及生物质能的利用，错误；C 项，降解塑料在自然环境中能分解为无害物质，从而减少“白色污染” ，正确；D 项，吸热反应也有利用价值，如有时需要通过吸热反应吸收热量来降低环境温度，错误。15发展循环经济应当在技术可行、经济合理和有利于节约资源、保护环境的前提下，按照减量化优先的原则实施。下列说法有悖于循环经济的是( )A将有机垃圾转化为气态燃料B大力开采石油、煤、天然气满足社会生产需要以加快经济发展C将 1 mol CH4转化为 4 mol H2
14、用于合成氨DCO、CH 3OH 和 C3H4合成 CH2=C(CH3)COOCH3考点 环境保护与绿色化学题点 绿色化学与原子经济性答案 B解析 忽视合成氨过程中甲烷与 H2O 反应产生的 CO 还可继续与 H2O 反应生成 H2而错选C。1 mol CH4在一定条件下可与 H2O 反应生成 3 mol H2和 1 mol CO,1 mol CO 与 H2O 反应又得到 1 mol H2，使 CH4生产 H2的量达到最大值，符合循环经济理念。不能根据CO、CH 3OH 和 C3H4与 CH2=C(CH3)COOCH3进行比较并根据原子经济概念进行判断而错选 D。16(2017河北景县梁集中学调
15、研)钛是一种用途广泛的活泼金属。工业上常用二氧化钛冶炼金属钛，主要反应有：TiO 22C2Cl 2 TiCl42CO，= = = = = TiCl 42Mg 2MgCl2Ti。= = = = = 下列关于这两个反应的叙述正确的是( )A均属于置换反应B反应中碳作氧化剂C钛元素在反应中均被还原D反应说明金属性镁大于钛考点 金属的冶炼题点 金属冶炼的相关综合答案 D解析 A 项，反应中没有单质生成，不是置换反应，故错误；B 项，反应中碳的化合价升高，作还原剂，故错误；C 项，反应中 Ti 元素化合价没有发生变化，故错误；D 项，TiCl 42Mg 2MgCl2Ti 反应发生，说明镁的活动性强于钛，
16、所以金属性= = = = = 镁大于钛，故正确。17(2017黑龙江佳木斯月考)海洋中有丰富的资源，下图为海水资源利用的部分过程。下列有关说法正确的是( )A用澄清石灰水可鉴别 NaHCO3和 Na2CO3B第步和第步均发生了氧化还原反应C在第步中溴元素均被氧化D工业上通过电解饱和 MgCl2溶液制取金属镁考点 海水资源及其开发利用题点 化工流程图的应用答案 B解析 A 项，澄清石灰水不能鉴别碳酸氢钠和碳酸钠，错误；C 项，中发生Br2SO 22H 2O=H2SO42HBr，Br 元素被还原，错误；D 项，冶炼镁常采用电解熔融状态下的 MgCl2的方法，不是氯化镁溶液，错误。18(2017西安
17、高新一中期中考试)实验室模拟从海水中制备 NaOH 溶液，其流程如下：下列有关说法正确的是( )A步骤一用到的仪器有坩埚、三脚架和泥三角等B步骤二添加 NaOH 的目的是除去 Ca2C步骤二的过滤操作是在加入盐酸之后D步骤三中制取 NaOH 的反应为 2NaCl2H 2O 2NaOHCl 2H 2= = = = =电 解 考点 相关知识的综合题点 化工流程图的应用答案 D解析 A 项，步骤一获得粗盐，应用蒸发原理，蒸发用到的仪器有蒸发皿、酒精灯等，错误；B 项，步骤二添加 NaOH 的目的是除去 Mg2 ，错误；C 项，因盐酸与碳酸钙、碳酸钡反应，则步骤二是过滤后再加盐酸，即过滤操作在加盐酸之
18、前，错误；D 项，步骤三为电解精盐溶液制备 NaOH 溶液，反应为 2NaCl2H 2O 2NaOHCl 2H 2，正确。= = = = =电 解 二、非选择题(本题共 4 个小题，共 46 分)19(10 分)冬天，我国北方大部分地区出现了严重的空气污染，其主要原因是化石燃料的大量使用。提高燃料利用率，减少化石燃料的燃烧造成的环境污染，已成为人类面临的重大挑战。(1)氢气是人类理想的能源，为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是_(填序号)。电解水 锌与稀硫酸反应 光解海水制得氢气后还需要解决的问题是_(写出其中一个)。(2)将 CO2转化成有机
19、物可有效地实现碳循环。CO 2转化成有机物的例子很多，如：a6CO 26H 2O 6O 2 光 叶 绿 体 C6H12O6 葡 萄 糖bCO 23H 2 CH3OHH 2O 催 化 剂 cCO 2CH 4 CH3COOH 催 化 剂 d2CO 26H 2 CH2=CH24H 2O 催 化 剂 以上反应中，最节能的是_，原子利用率最高的是_(填字母)。(3)煤液化后可得到甲醇，甲醇在一定条件下与 CO、H 2作用生成有机物 A，A 发生加聚反应可生成高分子化合物 ，写出 A 的结构简式：_。考点 环境保护与绿色化学题点 环境保护答案 (1) 贮存和运输(写出一个即可) (2)a c (3)解析
20、(1)都不符合经济原则，既可开发又较经济。制得氢气后需要解决的问题是贮存和运输。(2)节能中的“能”指人类提供的能量。利用太阳能是最节能的措施之一，而光合作用就是充分利用太阳能；原子利用率最高的化学反应是产物只有一种的化合反应、加成反应、加聚反应等。a 利用太阳能，最节能；c 中无副产物，原子利用率最高。(3)由高分子化合物的结构可推知 A 的结构简式为20(10 分)(2017山西太原五中月考)(1)如图是石油分馏塔的示意图。A.B.c 三种馏分中_(填字母)。Aa 的沸点最高Bb 的沸点最低Cc 的平均相对分子质量最大D每一种馏分都是纯净物(2)裂化汽油中除含有 C5C 11的烷烃外，还含
21、有 C5C 11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性 KMnO4溶液褪色。现用化学方法验证某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤如下：先逐滴加入_，振荡，若看到_，则证明有_存在；继续逐滴加入_至_为止，静置，用分液漏斗分离出_(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入_振荡，若看到_，则证明裂化汽油中有_存在。考点 煤、石油和天然气的综合利用题点 石油的综合利用答案 (1)C (2)溴水 溴水褪色 烯烃 溴水 溴水不褪色 上 酸性 KMnO4溶液 溶液褪色 苯的同系物解析 (1)由题图可知，a 先分馏出来，c 最后分馏出来，故沸点高低顺序为 abc，沸点越高，
22、烃中所含碳原子数越多，其相对分子质量越大。(2)因为烯烃可使溴水、酸性 KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性 KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性 KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。向样品中逐滴加入溴水，振荡，看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。继续逐滴加入溴水至溴水不褪色为止，静置后用分液漏斗分离出上层的裂化汽油样品，由于加入了足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分离出的上层样品中加入酸性 KMnO4溶液，如果溶液的紫红色褪去，则证明有苯的同系物存在。21(12 分)(2017山西平遥校级模
23、拟考试)工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3.CuO、Cr 2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属，回收流程如图所示：已知部分物质沉淀的 pH(如表)及 CaSO4的溶解度曲线(如图)：Fe3 Cu2 Cr3开始沉淀 pH 2.1 4.7 4.3完全沉淀 pH 3.2 6.7 a(1)在浸出过程中除了生成 Fe2(SO4)3.Cr2(SO4)3外，主要还有_(填化学式)。(2)在除铁操作中，需要除去 Fe3 和 CaSO4，请完成相关操作：加入石灰乳调节 pH 到_；将浊液加热到 80 ，_。(3)写出还原步骤中加入 NaHSO3生成 Cu2O 固体的离子反应方程式：_，此步骤中加入 NaH
24、SO3得到 Cu2O 的产率为 95%，若 NaHSO3过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是_。考点 相关知识的综合题点 化工流程图的应用答案 (1)CuSO 4 (2)3.2 趁热过滤(3)2H2OHSO 2Cu 2 =Cu2OSO 5H 产生 SO2污染环境 3 24解析 (1)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以在浸出过程中除了生成 Fe2(SO4)3.Cr2(SO4)3外，主要还有 CuSO4。(2)根据图、表可知，铁离子完全沉淀时 pH 为 3.2，CaSO 4的溶解度随温度的升高而降低，所以除去 Fe3 和 CaSO4的操作为加入石灰乳调节 pH 到 3.2；将浊液加热到 80
25、，趁热过滤。(3)亚硫酸氢根离子具有强还原性，能和铜离子发生反应生成硫酸根离子以及氧化亚铜，反应的离子方程式为 2H2OHSO 2Cu 2 =Cu2OSO 5H 。在酸性环境下，亚硫酸氢 3 24根离子和氢离子之间反应生成的二氧化硫具有毒性，会污染环境。22(14 分)(2017成都诊断考试)为研究海水提溴工艺，甲、乙两同学分别设计了如下实验流程：甲： 苦 卤 硫 酸 酸 化 通 过 量 氯 气 含 溴 海 水 空 气 吹 出 含 溴 空 气 SO2水 溶 液 吸 收 通 过 量 氯 气 溴 水 混 合 物 蒸 馏 溴 蒸 气 冷 凝 液 溴乙： 苦 卤 通 过 量 氯 气 含 溴 海 水 蒸
26、 馏 溴 蒸 气 冷 凝 液 溴(1)甲、乙两同学在第一阶段得到含溴海水中，氯气的利用率较高的是_(填“甲”或“乙”)，原因是_。(2)甲同学步骤所发生反应的离子方程式为_。(3)某同学在进行蒸馏操作时，采用如图所示装置：写出图中两处明显的错误：_。实验时 A 中除加入混合溶液外，还需加入少量_，其作用是_。(4)对比甲、乙两流程，最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同，其中符合工业生产要求的是_(填“甲”或“乙”)，理由是_。考点 相关知识的综合题点 综合实验答案 (1)甲 酸化可防止 Cl2与 H2O 反应 (2)SO 2Br 22H 2O=4H SO 2Br (3)24温度计的水银球应放
27、在蒸馏烧瓶支管口处，冷却水应下口进上口出碎瓷片 防止暴沸 (4)甲 含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本解析 (1)Cl 2.Br2都能与 H2O 发生可逆反应，酸化可防止 Cl2.Br2与 H2O 反应，减少 Cl2的消耗，提高 Cl2的利用率。(2)Br 2与 SO2水溶液反应生成 HBr 和 H2SO4，HBr 和 H2SO4都是强酸。(3)温度计用来测量蒸气的温度，故温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处；为了提高冷凝效果，冷却水应下口进上口出。为了防止暴沸，应在烧瓶中加几块碎瓷片。(4)含溴海水中，Br 2的浓度低，直接蒸馏将消耗大量能源，达不到工业生产的基本要求。