第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第一課時金屬礦物的開發(fā)利用1．垃圾分類并回收利用，可以減少污染，節(jié)約自然資源。下列垃圾投放有錯誤的是()A.廢舊報紙、飲料瓶、電池等B.剩飯菜、瓜皮果殼、枯草落葉等C.過期藥品、化妝品、油漆等D.一次性餐具、衛(wèi)生紙、灰土等1．答案：A解析：A.電池含有重金屬，屬于有害垃圾，A錯誤；B.剩飯菜、瓜皮果殼、枯草落葉等，屬于廚余垃圾，B正確；C.過期藥品、化妝品、油漆等對人體有害，屬于有害垃圾，C正確；D.一次性餐具、衛(wèi)生紙、灰土等，屬于其他垃圾，D正確；答案選A。2．2020年11月20日，寧德市被授予全國文明城市稱號。為營造可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境，寧德市全面推廣垃圾分類和生活垃圾無害化處理。下列說法不合理的是()A.廢棄的玻璃、金屬、塑料等均不能再回收利用B.垃圾露天焚燒，會產(chǎn)生有害氣體（如等），導致大氣污染C.廢舊電池中含汞、鎘、鉛等重金屬，不能就地填埋D.集中回收廚余垃圾，可以用于生產(chǎn)沼氣2．答案：A解析：A.廢棄的玻璃、金屬、塑料是可回收利用的資源，故A不合理；B.垃圾露天焚燒，會產(chǎn)生有害氣體（如等），導致大氣污染，故B合理；C.廢舊電池中含汞、鎘、鉛等重金屬會污染土壤和地下水，不能就地填埋，故C合理；D.廚余垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等，從化學組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機鹽等，則集中回收廚余垃圾，可以用于生產(chǎn)沼氣，故D合理；故選A。3．[2024春·高二·江西·開學考試聯(lián)考]下列工業(yè)上金屬的制備方法正確的是()A.焦炭還原氧化鐵制備金屬鐵 B.電解氯化鈉溶液制備金屬鈉C.氫氣還原氧化鎂制備金屬鎂 D.鋁熱反應制備金屬鈣3．答案：A解析：A工業(yè)上冶煉鐵用焦炭還原氧化鐵，A項正確；B.電解熔融氯化鈉制備金屬鈉，B項錯誤；C.電解熔融氯化鎂制備金屬鎂，C項錯誤；D.金屬活動性：，無法通過鋁熱反應制備鈣，D項錯誤；故答案為A。4．[2024秋·高一·河北保定·期末?？糫在金屬活動性順序表中，鈷的活動性介于鎂和銅之間。工業(yè)上冶煉鈷的方法是()A.加熱CoO制備Co B.在高溫下用CO還原CoO制備CoC.常溫下電解固體CoO制備Co D.鈉與溶液反應制備Co4．答案：B解析：鈷的活動性介于鎂和銅之間，故工業(yè)上冶煉鈷應采用熱還原法，通過加入還原劑，將鈷還原出來，A、C選項不符合題意，鈉會與水反應，D選項不符合題意；答案選B。5．[2023年遼寧高考真題]下列有關物質(zhì)的工業(yè)制備反應錯誤的是()A.合成氨：B.制：C.制粗硅：D.冶煉鎂：5．答案：D解析：合成氨工業(yè)為氮氣和氫氣在高溫高壓、催化劑條件下反應生成氨氣，A正確；工業(yè)制備HCl為氫氣和氯氣在點燃時反應生成HCl，B正確；工業(yè)制備粗硅為石英和焦炭在高溫條件下反應生成單質(zhì)硅和CO，C正確；工業(yè)冶煉鎂為電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，D錯誤。1．[2023秋·高三·山西呂梁·期中]為減少對環(huán)境的損害，必須對廢棄物進行嚴格管理。關于廢棄物的處理，下列說法錯誤的是()A.含重金屬離子的廢液，可利用沉淀法進行處理B.實驗室未用完的鈉、鉀、白磷等不能放回原試劑瓶C.對于不需要回收利用的有機廢液，可用焚燒法處理D.強氧化物如高錳酸鉀固體，可配成溶液，再進行常規(guī)處理1．答案：B解析：實驗室未用完的鈉、鉀、白磷等放回原試劑瓶。2．工業(yè)“三廢”對人類的生存環(huán)境造成極大的危害。下列說法正確的是()A.煤炭燃燒時添加生石灰可減少氮的氧化物的排放B.使用無鉛汽油可以減少汽車尾氣中CO的排放C.大豆根瘤菌可以吸收空氣中的NO實現(xiàn)氮的固定D.利用電解工業(yè)的陽極泥提取鉑、金等貴金屬可以提高資源的利用率2．答案：D解析：A.煤燃燒時加入少量的生石灰，二氧化硫可轉化為硫酸鈣，從而可以減少廢氣中的二氧化硫排放，A錯誤；B.使用含鉛汽油的車輛，所排放的廢氣中鉛主要以氧化鉛形式存在，它損害人的造血機能，使腸胃中毒，嚴重時可使神經(jīng)中樞中毒，還能損害心臟和腎臟功能，無鉛汽油可以減少汽車尾氣中氧化鉛的排放，B錯誤；C.大豆的根瘤菌將含氮的化合物轉變?yōu)橹参锏鞍踪|(zhì)，不是將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的氮，C錯誤；D.陽極泥中含有鉑、金等貴金屬，故可以提高資源的利用率，D正確；故選D。3．[2024春·高一·河北唐山·期末]下列反應原理不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是()A. B.C. D.3．答案：C解析：活動性較弱，用熱分解的方法冶煉，A正確；是比較活潑的金屬，用熱還原的方法冶煉，B正確；是活潑的金屬，用電解的方法冶煉，由于氧化鎂的熔點太高，應電解熔融氯化鎂，C錯誤；是比較活潑的金屬，用熱還原的方法冶煉，D正確。4．鋁是一種重要的金屬,如圖是工業(yè)生產(chǎn)中利用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的流程。下列說法不正確的是（）A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、普通漏斗、鐵架臺B.向鋁土礦中加人NaOH溶液的反應方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OC.NaOH在生產(chǎn)過程中可以循環(huán)使用D.將等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸或氫氧化鈉溶液反應,產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的雖一定相同4．答案：A解析：操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是過濾，需要用到的玻璃儀器有燒杯、普通漏斗、玻璃棒，鐵架臺不是玻璃儀器，A錯誤；向鋁土礦中加入NaOH溶液，只有氧化鋁和NaOH溶液反應，反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，B正確;觀察流程圖可知，溶液E中有NaOH，因此NaOH可以循環(huán)使用，C正確；等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸或氫氧化鈉溶液反應，根據(jù)得失電子守恒可知，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量一定相同，D正確。5．下列有關鋁的說法錯誤的是

(

)A.鋁在自然界以化合態(tài)存在

B.鋁是地殼中含量最多的金屬元素

C.鋁土礦的主要成分是鋁單質(zhì)

D.由鋁土礦制鋁需要用到、、冰晶石等物質(zhì)5．答案：C解析：鋁土礦的主要成分是。6．[2024春·高一·河南駐馬店·月考]以鋁土礦為原料，提取氧化鋁，冶煉鋁的工藝流程如圖，已知濾渣2主要成分是氫氧化鐵、氫氧化鎂，試劑B為氫氧化鈉溶液。下列說法錯誤的是()A.試劑A可以是稀硫酸或鹽酸 B.加入試劑B除去C.濾渣1的主要成分是 D.試劑C為過量鹽酸6．答案：D解析：由流程可知試劑A的目的是將鋁土礦中的金屬氧化物溶解，因此試劑A可以是稀硫酸或稀鹽酸，二氧化硅不與稀硫酸或稀鹽酸反應，則濾渣1為二氧化硅，過濾后加入試劑B為NaOH，可除去溶液中的，濾渣2為氫氧化鎂、氫氧化鐵等，濾液中含有，可通入二氧化碳氣體，生成氫氧化鋁沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒得到氧化鋁，電解熔融的氧化鋁，得到鋁。A項，據(jù)分析知，試劑A可以是稀硫酸或鹽酸；B項，據(jù)分析知，加入試劑B除去；C項，據(jù)分析知，濾渣1的主要成分是；D項，據(jù)分析知，試劑C為二氧化碳氣體。7．[2023春·高三·云南曲靖·月考校考]某校課外活動小組的同學在老師的幫助下，探究用赤鐵礦(主要成分是)煉鐵的主要反應原理。他們設計的實驗裝置如圖所示。(1)寫出一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式_______。(2)實驗中在甲裝置中觀察到的實驗現(xiàn)象_______。(3)乙裝置與甲裝置相比，它的主要優(yōu)點是_______。(4)鐵制容器不能用來盛放硫酸銅溶液，請用化學方程式解釋原因_______。(5)每年因腐蝕而浪費掉的金屬材料數(shù)量驚人，日常生活中可采用的防銹措施是_______。7．答案：(1)(2)紅色固體變黑色，澄清石灰水變渾濁(3)尾氣點燃放出熱量可以被充分利用(4)(5)刷油漆解析：（1）CO與在高溫下反應產(chǎn)生Fe、，則CO還原氧化鐵的化學方程式為：；（2）CO與在高溫下反應產(chǎn)生Fe、，固體由紅棕色變?yōu)楹谏?，反應產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，與反應產(chǎn)生沉淀、，因此看到澄清的石灰水變渾濁，故實驗中在甲裝置中觀察到的實驗現(xiàn)象是紅色固體變黑色，澄清石灰水變渾濁；（3）乙裝置中未反應的CO是可燃性氣體，其燃燒產(chǎn)生的熱量會為CO還原提供能量，故乙裝置與甲裝置相比，它的主要優(yōu)點是尾氣點燃放出熱量可以被充分利用；（4）鐵制容器不能用來盛放硫酸銅溶液，這是由于金屬活動性：Fe>Cu，F(xiàn)e與在溶液中發(fā)生置換反應產(chǎn)生、Cu，該反應的化學方程式為；（5）每年因腐蝕而浪費掉的金屬材料數(shù)量驚人，日常生活中可采用的防銹措施是刷油漆等措施。1．下列關于金屬冶煉的說法中錯誤的是()A.電解法獲得鎂時，不可在或中降溫冷卻B.熱還原法常用的還原劑有、、、等C.金屬Na、Mg、Al均能通過電解熔融氯化物的方法獲得D.人類歷史上金屬被發(fā)現(xiàn)的順序與金屬的活潑性有關1．答案：C解析：A.加熱時Mg能與反應生成MgO、，則電解法獲得鎂時，不能在或中降溫冷卻，可在流中冷卻，故A正確；B.C、、、是等具有還原性，能將金屬從其氧化物中還原出來，是熱還原法煉金中常用的還原劑，故B正確；C.金屬Na、Mg均能通過電解熔融氯化物的方法獲得，但熔融的氯化鋁不能導電，不能用于電解法制備鋁，工業(yè)上常用電解熔融氧化鋁法制備金屬鋁，故C錯誤；D.金屬的活潑性越強，越容易發(fā)生反應生成離子，金屬離子得電子能力也越弱，越活潑的金屬越難冶煉，所以被發(fā)現(xiàn)的也越晚，故D正確；故選：C。2．工業(yè)上制備下列物質(zhì)的生產(chǎn)流程合理的是()A.工業(yè)制硝酸：B.生產(chǎn)硅：石英砂粗硅(純)C.工業(yè)制硫酸：(溶液)D.由鋁土礦冶煉鋁：2．答案：B解析：A.工業(yè)制硝酸的流程為一定條件下氮氣與氫氣反應制得氨氣，氨氣加熱條件下發(fā)生催化氧化反應轉化為一氧化氮，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮溶于水制得硝酸，則題給生產(chǎn)流程不合理，A錯誤；B.由石英砂制高純硅的流程為石英砂與焦炭在高溫條件下反應制得粗硅，粗硅與氯化氫在加熱條件下反應制得三氯硅烷，三氯硅烷高溫條件下與氫氣反應制得純硅，則題給生產(chǎn)流程合理，B正確；C.由黃鐵礦或硫磺制硫酸的流程為黃鐵礦或硫磺煅燒制得二氧化硫，二氧化硫發(fā)生催化氧化反應轉化為三氧化硫，三氧化硫用98%的濃硫酸吸收制得硫酸，則題給生產(chǎn)流程不合理，C錯誤；D.由鋁土礦冶煉鋁：鋁土礦提純氧化鋁，電解熔融氧化鋁冶煉金屬鋁，則題給生產(chǎn)流程不合理，D錯誤；故選B。3．鈦(熔點為1668℃)廣泛應用于生活和科技等各領域，用鎂還原制取金屬鈦是鈦生產(chǎn)的重要方法，其簡化工藝流程如下。下列說法正確的是()A.工業(yè)上，一般選擇電解熔融制備金屬B.“真空蒸餾”的目的是為了降低單質(zhì)和的沸點，使其氣化分離出去C.高溫還原過程中可通入作保護氣D.“電解”時，陰極上生成單質(zhì)a，可用作其他聯(lián)產(chǎn)過程的氧化劑3．答案：B解析：A.結合分析可知，由于MgO的熔點高，電解MgO制備金屬Mg能耗大，工業(yè)生產(chǎn)一般采用電解熔融的方法，故A錯誤；B.“真空蒸餾”的目的是為了降低單質(zhì)和的沸點，使其氣化分離出去，故B正確；C.與Mg在高溫下要反應，不可通入作保護氣，故C錯誤；D.結合分析可知，工業(yè)生產(chǎn)中，陽極上發(fā)生反應，可用作其他聯(lián)產(chǎn)過程的氧化劑，故D錯誤。答案選B。4．氫氧化鈰[Ce(OH)4]是一種重要的稀土氫氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2),某課題組以此粉末為原料回收鈰,設計實驗流程如下:下列說法錯誤的是(

)A.濾渣A中主要含有SiO2、CeO2

B.過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒

C.過程②中發(fā)生反應的離子方程式為CeO2+H2O2+3H+=Ce3++2H2O+O2↑

D.過程④中消耗11.2LO2(已折合成標準狀況),轉移電子數(shù)為2×6.02×10234．答案：C解析：A項，加鹽酸后過濾出來的濾渣A中一定含有不反應的SiO2，不知道CeO2是否溶于鹽酸，觀察圖可知產(chǎn)品就是從濾渣A中出來的，即CeO2不與鹽酸反應，故正確；B項，本實驗中過濾操作用到的玻璃儀器只有燒杯、玻璃棒、漏斗，故正確；C項，濾渣A中CeO2（Ce為+4價）和H2O2反應得到濾液B中的Ce3+，則H2O2是作還原劑的，但該離子方程式不遵循質(zhì)量守恒，故錯誤；D項，過程④中O2作氧化劑，1?molO2參與反應轉移4?mol電子，則消耗標準狀況下11.2?L（0.5?mol）O2轉移0.5×4mol=2mol電子，數(shù)目為2NA，故正確。5．某化學實驗室產(chǎn)生的廢液中含有三種金屬離子，甲同學設計了如下所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環(huán)境。據(jù)此分析，下列說法正確的是（）A.沉淀A中含有2種金屬單質(zhì)B.可用KSCN溶液來檢驗溶液B中所含的金屬離子C.溶液A若只經(jīng)過操作③最終將無法得到沉淀CD.操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗5．答案：B解析：廢液中含有三種金屬離子，加入過量的鐵粉后，被還原為，被還原成金屬銅被還原成金屬銀，所以沉淀A中含有銅、銀和過量的鐵，A項錯誤；溶液B中含有的金屬陽離子為，因為與發(fā)生反應，溶液呈紅色，所以向溶液中滴入KSCN溶液后變紅，說明該溶液中含有檢驗溶液B中含有的金屬陽離子常用的試劑是KSCN溶液，B項正確；溶液A中含,加入堿生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵C項錯誤；操作②加入過氧化氫，為亞鐵離子的氧化過程,不需要漏斗，D項錯誤。6．工業(yè)上以鋁土礦（主要成分為，含少量、、等雜質(zhì)）為主要原料制備氯化鋁，流程如下。（1）酸浸：①用溶液浸取鋁土礦中的鋁元素和鐵元素，寫出加入溶液后產(chǎn)生有色離子的離子方程式___________；___________。②浸渣的主要成分為___________（填化學式）。（2）氧化：用將氧化為，反應的離子方程式為___________。判斷已完全被氧化為的實驗操作是___________。（3）沉淀：用溶液調(diào)節(jié)，將、轉化為沉淀，溶液終點對鋁、鐵沉淀率的影響如圖所示。為獲得較高的鋁、鐵沉淀率，應控制溶液最佳為___________（填字母）。A.4.0左右B.5.0左右C.6.0左右（4）堿溶：用溶液溶解沉淀，寫出發(fā)生反應的離子方程式___________，分離出的實驗操作為___________（填名稱）。（5）碳分：向堿溶后的溶液中通入足量氣體，該反應的離子方程式為___________。6．答案：（1）；；（2）；向反應后溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，溶液不褪色，說明已完全被氧化為（3）B（4）；過濾（5）解析：略7．I.鋁土礦是工業(yè)上制備金屬鋁的主要原料，其主要成分是，同時還含有。工業(yè)上可使用堿浸法提取鋁土礦中的，其工業(yè)流程如圖所示。根據(jù)圖示信息，請回答下列問題：（1）操作I的名稱是_______________，濾渣B的主要成分是_______________（填化學式）。（2）實驗室中進行煅燒時最適合用來盛放固體的實驗儀器名稱是_______________。（3）用與在高溫條件下反應可制取，每消耗碳單質(zhì)，轉移電子，反應的化學方程式是______________________________。II.高鐵酸鉀（）具有極強的氧化性和優(yōu)良的絮凝功能，是一種綠色環(huán)保多功能型水處理劑。下圖是生產(chǎn)高鐵酸鉀的一種工藝流程：已知的部分性質(zhì)如下：溶解性溶于水，微溶于濃KOH溶液，難溶于有機物穩(wěn)定性溫度為0~5℃或強堿性溶液中能穩(wěn)定存在；酸性或中性溶液中Fe變?yōu)?3價并放出（4）寫出①中發(fā)生反應的離子方程式：______________________________。（5）②中加入固體的目的是_______________（填標號）。A.加入固體做氧化劑B.為后續(xù)反應提供堿性環(huán)境C.固體溶解時會放出較多的熱量，有利于后續(xù)生成（6）寫出④中反應的離子方程式：______________________________。（7）⑥中洗滌時，洗滌劑最好選用_______________（填標號）。A. B.溶液 C.異丙醇 D.溶液（8）現(xiàn)取洗滌并干燥后的樣品，加入稀硫酸，收集到0.672L氣體（標準狀況）。則樣品中的質(zhì)量分數(shù)為_______________（計算結果精確到）7．答案：（1）過濾；（2）坩堝（3）（4）（5）B（6）（7）C（8）解析：I.向鋁土礦中加入足量稀鹽酸后，是兩性氧化物，既溶于強酸又溶于強堿，溶于鹽酸，不溶于鹽酸，則在操作I（過濾）得到的濾液中含有，濾渣為，操作II加入后，形成被除去，將轉化為，通入過量后，將轉化為沉淀，加熱分解得，由此分析解答。（1）操作I用于分離固體和液體，故操作的名稱是過濾；和過量的反應生成和水，離子方程式為；濾渣B的主要成分是。（2）實驗室中進行煅燒時用的實驗儀器為坩堝。（3）有強氧化性，具有還原性，每消耗碳單質(zhì)，轉移電子，說明反應中失去2個電子，氧化產(chǎn)物是，故反應的化學方程式為。II.足量氯氣通入氫氧化鈉溶液中低溫反應生成次氯酸鈉、氯化鈉和水，加入固體氫氧化鈉除去氯化鈉得到堿性次氯酸鈉濃溶液，加入硝酸鐵濃溶液、飽和溶液，經(jīng)結晶、過濾得到濕的晶體，再洗滌、干燥得到純凈的晶體，以此解題。（4）足量氯氣通入