化学与自然资源的开发利用评估试题及答案

　　一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）

化学与自然资源的开发利用评估试题及答案

　　1.我国古代曾用火烧孔雀石的方法炼铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是( )

　　A.焦炭还原法 B.湿法炼铜

　　C.铝热还原法 D.电解冶炼法

　　2．下列措施不能达到节能减排目的的是（）

　　A.利用太阳能制氢燃料

　　B.用家用汽车代替公交车

　　C.利用潮汐发电

　　D.用节能灯代替白炽灯

　　【解析】选B。用家用汽车代替公交车只能降低交通工具的使用效率，增大化石燃料的用量，从而增大能量的消耗，不能达到节能减排的目的，故选B项。

　　3.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗氧气的物质的量的关系是（）

　　A.前者大 B.后者大

　　C.相等 D.不能确定

　　【解析】选C。加聚产物是单体中的不饱和键断裂相互连接在一起而形成的，所以加聚产物的元素组成及质量分数与单体完全相同。

　　4.从海水提取溴的过程中，有如下反应：

　　5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O，与上述反应在原理上最相似的反应是（）

　　A.2NaBr+Cl2====Br2+2NaCl

　　B.AlCl3+3NaAlO2+6H2O====4Al（OH）3↓+3NaCl

　　C.2H2S+SO2====3S↓+2H2O

　　D.Cl2+H2O====HCl+HClO

　　【解析】选C。

　　5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O反应中，反应物Br- 被氧化，被还原，最后都生成Br2，在四个答案中，只有C选项中被氧化和被还原的元素为不同价态同一元素（硫），最后都生成单质硫，两者原理最相似。

　　5.下列措施不符合节能减排的是（）

　　A.大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题

　　B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水

　　C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏

　　D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气

　　【解析】选A。火力发电，必须使用外界的能源，不节能，故A项不符。太阳能热水器，使用太阳能，是节能的，B项符合；回收石膏，是充分利用物质的一种表现，C项符合；沼气作为燃气，是节能的，D项符合。

　　6.海水淡化可采用膜分离技术，如

　　图所示，对淡化膜右侧的海水加压，

　　水分子可以透过淡化膜进入左侧淡

　　水池，而海水中的各种离子不能通

　　过淡化膜，从而得到淡水，对加压

　　后右侧海水成分变化进行分析，正

　　确的是（）

　　A.溶质的质量增加 B.溶液的质量不变

　　C.溶剂的质量减少 D.溶质的质量分数不变

　　【解析】选C。把海水看作溶液，水是溶剂，NaCl是溶质，由题意知，右侧海水中溶剂水的量减小，NaCl的量不变，因而溶质的质量分数增大。

　　7.下列有关说法错误的是（）

　　A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

　　B．石油的分馏是物理变化

　　C．石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度

　　D．石油分馏得到的汽油仍是混合物

　　【解析】选C。石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，因此据石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过分馏而得到汽油，且汽油仍为混合物，故A、B、D正确；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，故C错。

　　8.（2010六安高一检测）下列变化中，属于物理变化的是（）

　　①石油的分馏 ②煤的干馏

　　③石油的裂化 ④铝热反应

　　⑤由乙烯变为聚乙烯 ⑥氧气转变为臭氧

　　⑦乙烯催熟果实 ⑧苯遇溴水

　　⑨海水蒸馏法制取淡水

　　A.①②③④ B.①②⑤⑦

　　C.①⑧⑨ D.①②⑥⑨

　　【解析】选C。蒸馏和分馏原理相同，均是利用沸点不同分离物质的方法，苯遇溴水未发生化学反应，而是萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。

　　9.煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气（一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是（）

　　①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

　　②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化

　　③该技术实现了煤的清洁利用

　　④该技术实现了煤的高效利用

　　A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④

　　【解析】选C。煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，直接燃烧时不够充分会造成资源浪费，还会产生SO2、氮氧化物等有毒气体污染环境。把煤粉通过复杂的化学变化和物理变化制备合成气后再使用，可以解决上述问题。

　　10.广东正在建设成为海洋强省。下列说法不正确的是（）

　　A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应

　　B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输

　　C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的

　　D.海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属

　　【解析】选D。海水中含的是碘离子（I-），要从海水中提取碘单质（I2）必然会涉及到元素化合价的升降，所以一定涉及氧化还原反应，故A正确；赤潮主要是由生活污水和工农业生产的废水任意排放引起水中N、P元素增高形成水域的水富营养化而造成的，故C正确；由于岩石、大气、生物的相互作用，B不是金属元素，故D不正确。

　　11.在实验室进行物质制备，下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是（）

　　【解析】选D。A项和B项中使用NaOH、AgNO3，造价高，不经济；C项中制备纯O2的操作过于复杂，不可取；D项原理正确，所用化学试剂较经济，且操作简单，符合设计要求。

　　化学实验方案的设计与评价

　　（1）科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则。评价时，从以下4个方面分析：①实验原理是否正确、可行；②实验操作是否安全、合理；③实验步骤是否简单、方便；④实验效果是否明显等。

　　（2）“绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。评价时应从以下4个方面

　　进行综合评价：①反应原料是否易得、安全、无毒；②反应速率是否较快；③原料利用率以及合成物质的产率是否较高；④合成过程是否造成环境污染。

　　12.用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是（）

　　A.FeO B.Fe2O3 C.CaO D.Cu2O

　　【解析】选B。此题可用原子守恒法来解。CO被氧化为

　　CO2，增加的氧原子全部来源于金属氧化物。

　　n(O）=n(CaCO3）= =0.6 mol;金属氧化物中金属

　　的质量为：32 g-0.6 mol×16 gmol-1=22.4 g，则 ,然后把各选项中的原子个数比及各金属的摩尔质量代入验证，只有B项中M=56 gmol-1时合理。

　　二、非选择题（本题包括4小题，共52分）

　　13.（9分）钛（Ti）是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石（FeTiO3）的`方法来制取二氧化钛（TiO2），再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：

　　①FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O；

　　②TiOSO4+2H2O====H2TiO3↓+H2SO4；

　　③H2TiO3 TiO2+H2O；

　　④TiO2+2C+2Cl2 TiCl4↑+2CO↑；

　　⑤TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti。

　　△

　　（1）针对以上五个化学反应，下列叙述错误的是____ 。

　　A.反应①是非氧化还原反应

　　B.反应②生成了两种酸

　　C.反应④中的TiO2是氧化剂

　　D.反应⑤表现了金属镁比金属钛还原性强

　　（2）钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是_____ （填写代号）。

　　①钛是像金、铂一样不活泼的金属

　　②金属钛的表面易形成致密的氧化膜

　　③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应

　　【解析】（1）在反应①中没有元素发生化合价的变化，其中钛元素的化合价保持+4价；在反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式；在反应④中钛元素的化合价保持+4价，Cl2是氧化剂，C是还原剂；在反应⑤中，Mg是还原剂，Ti是还原产物，所以还原性Mg>Ti。

　　(2)“钛（Ti）是一种活泼的金属”“耐腐蚀性强”，活泼的金属应容易与氧气、酸等腐蚀剂发生化学反应，但因为钛表面易形成致密的氧化膜而耐腐蚀。

　　答案：（1）C （2）②

　　1 4.（13分）某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。

　　（1）该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_____ ，

　　加入药品之前的操作为_____ ，长导管的作用是____ ；

　　（2）试管Ⅱ中少量液体凝结说明了_____ ；

　　（3）试管Ⅲ中溶液褪色说明了_____ ；

　　（4）能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是

　　_____。

　　（5）写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式____。

　　（6）石油裂化的重要意义是_____ 。

　　【解析】仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，下列反应皆有可能发生：

　　以上的烃大都呈液体。试管 Ⅲ 中 KMnO4 溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质；从以上变化可以看出，石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油，特别是汽油的产量和质量。

　　答案：（1）从下往上，从左往右检验装置的气密性

　　导气、冷凝气体

　　（2）裂化生成了5个碳原子数以上的烃

　　（3）裂化生成了碳原子数小于5的烯烃

　　（4）不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应

　　（5）C20H42 C10H22+C10H20

　　（6）可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量

　　15.（14分）碘是人体生长发育不可缺少的微量元素，它在人体中仅有20～50毫克，人体用碘制造甲状腺素，调节新陈代谢，若摄入碘量不足，则人会得甲状腺肿大的粗脖子病即地甲病。那么，碘是从哪里来的呢？下面是一个研究性学习小组做了一个证明海带确实含有碘的实验，以下是实验过程及学生讨论情况记录表：

　　【解析】（1）虽然操作时误将砝码放在左盘，因称15.0 g海带，没使用游码（或游码在零刻度）故能准确称取

　　15.0 g海带。

　　（2）因海带中碘元素并非以I2形式存在，而是KI，故可以对海带灼烧。

　　（3）过滤时，不能用玻璃棒搅拌，否则易将滤纸弄破。

　　（4）据加入A试剂现象，可选H2O2或新制氯水，若使用HNO3，则将KI氧化成高价态碘，而非I2，因此溶液不变蓝，因KMnO4（H+）本身有颜色影响实验观察，所以使用

　　KMnO4（H+）的实验未做。

　　答案：（1）准确因为游码在零刻度

　　（2）不正确海带中碘元素以KI形式存在

　　（3）不正确过滤时不能用玻璃棒在漏斗中搅拌

　　（4）①H2O2或新制氯水 ②HNO3具有强氧化性，将KI氧化成高价态碘而非I2 ③KMnO4（H+）本身有颜色，影响实验观察

　　16.（16分）阅读讨论并完成以下各项内容：

　　SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg/L。

　　（1）酸雨是降水呈酸性（pH小于5.6）的统称，个别地方甚至低于2.1（食醋的pH=3）。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧，全世界每年排放1.5亿吨的SO2。

　　①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化，最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个化学反应的方程式； ________________________________。

　　②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物，全世界每年排放量约为5×107 kg。NO2溶于水生成_____和NO。

　　③酸雨可导致的危害有_____ （填序号）。

　　A.腐蚀建筑物

　　B.导致树木枯萎

　　C.造成洪涝灾害

　　D.恶化人类环境

　　④为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行____，对废气中的氮的氧化物用___吸收。

　　（2）某化学兴趣小组选用下图实验装置，测定工业原料气（含SO2、N2、O2）中SO2的含量（已知碘能氧化H2SO3，生成H2SO4）。

　　①若原料气从左向右流时，上述装置连接的顺序是：原料

　　气 _____ （用字母和箭头表示）。

　　②装置②中发生反应的离子方程式为：_____ ；

　　当装置②中出现_____现象时，立即停止通气。

　　③你认为下列试剂中，可以用来代替试管中的碘的淀粉溶液的是_____ 。

　　A.酸性 KMnO4溶液 B.NaOH溶液

　　C.溴水 D.氨水

　　④若碘溶液的浓度为0.05 mol/L，体积为20 mL，收集到的N2与O2的体积为297.6 mL(已折算为标准状况下的体积)。那么，SO2的含量是否超标？

　　【解析】（1）①据信息可以写出化学反应：

　　2SO2+O2 2SO3，SO3+H2O====H2SO4。

　　②NO2溶于水中与水反应生成HNO3与NO，化学反应为：3NO2+H2O====2HNO3+NO。

　　③因酸雨的酸性较强，因此能腐蚀建筑物，导致树木枯萎等从而恶化人类环境，但不会构成洪涝灾害。

　　④为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行脱硫，对废气中的氮氧化物用碱液吸收。

　　光

　　（2）因废气中的SO2能与I2发生化学反应：

　　SO2+I2+2H2O====H2SO4+2HI，当②中蓝色恰好变成无色时，说明SO2恰好完全反应，据消耗掉I2的物质的量即可求出SO2的体积，而剩余气体N2和O 2可用排水法（短管进，长管出）而测出二者的体积即可求出SO2的体积分数，故装置的连接顺序为原料气因SO2也能被酸性KMnO4氧化且有明显的实验现象，显然溴水也能与SO2反应，但Br2易挥发，会产生实验误差，NaOH、氨水也能消

　　耗SO2，但无明显实验现象。由条件知n(SO2)=n(I2)=0.05 mol/L×0.02 L=0.001 mol，即22.4 mL，所以工业原料气总体积为

　　297.6 mL+22.4 mL=320 mL，其中SO2的质量为

　　0.001 mol×64 g/mol=0.064 g，故SO2的含量为 =200 mg/L>0.02 mg/L，所以SO2含量严重超标。

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