高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 元素与物质分类教学设计

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选择题
一、选择题
1．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．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
2．下列有关镁的叙述中，正确的是( )
A．镁条燃烧引起的火灾可用CO2扑灭
B．镁不能与盐酸反应
C．镁制容器可以贮存、运输浓硫酸
D．镁在CO2中燃烧的产物不全为MgO
3．许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
4．正在燃烧的镁条，放入下列气体中时，不能继续燃烧的是( )
A．CO2 B．Cl2
C．O2 D．He
5．从海水中提取镁时，用不到的化学反应是( )
A．MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O
D．MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
6．下列关于镁的叙述中，不正确的是( )
A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光
B．由于镁能与空气中的氧气反应，所以要密封保存
C．能与盐酸反应放出氢气
D．能与沸水反应放出氢气
7．把等质量的金属镁分别放入足量的①氧气；②氮气；③CO2气体；④空气中。完全燃烧后，得到的固体质量依次是m1、m2、m3、m4，其中质量关系一定正确的是( )
A．m3>m1>m4>m2 B．m2>m1>m3>m4
C．m4>m3>m1>m2 D．m4>m1>m3>m2
8．物质的量为 0.10 ml的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(镁条完全燃烧，产物不含碳酸镁)，反应后容器内固体物质的质量可能为( )
A．3.2 g B．4.0 g
C．4.3 g D．4.6 g
9．[双选]某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四个实验：
①将镁粉投入到冷水中，未观察到明显现象；
②将镁粉投入到溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水会慢慢退色；
③将镁粉投入到液溴中，未观察到明显现象；
④向含有足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快退去
下列关于镁粉与溴水的反应机理的叙述中，正确的是( )
A．镁粉只直接与溴水中的溴反应
B．镁粉可与溴水中的酸反应
C．极少量的气泡是由于镁粉与水反应而产生的
D．镁粉在水的催化下与溴发生反应
10．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是( )
A．Mgeq \(――→,\s\up7(浓硝酸),\s\d5( ))Mg(NO3)2
B．Mgeq \(――→,\s\up7(Cl2),\s\d5( ))MgCl2Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5( ))Mg(NO3)2
C．Mgeq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5( ))MgOeq \(――→,\s\up7(稀硝酸),\s\d5( ))Mg(NO3)2
D．Mgeq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5( ))MgSO4Mg(NO3)2
填空题
11．海水是非常丰富的化学资源。
(1)下列物质主要从海水中提取的是________(填序号)。
①Al ②Fe ③Na ④Mg ⑤Br2 ⑥Si ⑦Cu ⑧S ⑨N2
(2)工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气。但电解前要进行粗盐精制。试回答下列问题：
①选择试剂以除去表中所列的可溶性杂质。
②精制过程既要将杂质离子Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)完全沉淀，又要保证不引入新的杂质。为此你认为加入所选沉淀剂的合理顺序为：Ⅱ、________、________(填序号)。
③最后加适量的盐酸以调节溶液至中性并除去过量的COeq \\al(2－,3)。其中盐酸除去COeq \\al(2－,3)的离子方程式为：___________。
(3)将氯气通入碱液，可制得84消毒液(有效成分是次氯酸钠)，写出制取过程的化学方程式：____________。
12．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示：

(1)海水提取镁要用到海滩上的贝壳，贝壳的作用是____________，
贝壳所经历的变化的化学方程式为_________________。
(2)写出由MgCl2得到金属Mg的化学方程式：______。
(3)除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2的步骤为________。
(4)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：____________。
过滤时：____________。
蒸发时：______________。
答案和解析
【答案】
1．解析：选C 海水中钾元素以化合态形式存在，必须经化学变化才能得到钾单质，A项错误；海水蒸发制海盐的过程是物理变化，B项错误；2NaCl(熔融)通电,2Na＋Cl2↑，C项正确；利用潮汐发电，没有发生化学变化，而是机械能转化为电能，D项错误。
2．解析：选D Mg可与CO2、盐酸、H2SO4反应，故A、B、C错误；Mg在CO2中燃烧产物中还有炭，D正确。
3．解析：选D 海水晒盐可得食盐，海水蒸馏或离子交换可得淡水。
4．解析：选D Mg在CO2、Cl2、O2中均能燃烧。
5．解析：选C 海水中镁元素的主要存在形态为MgCl2，工业制备Mg的步骤为：①用熟石灰将Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，将镁元素进一步富集，所以用到的反应为MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓；②用盐酸将Mg(OH)2溶解，所以方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；③将溶液蒸发结晶变成MgCl2·6H2O晶体，电解MgCl2得到Mg单质：MgCl2(熔融)通电,Mg＋Cl2↑，所以用不到的化学反应为C项。
6．解析：选B 镁易和空气中的氧气生成氧化镁薄层附着在镁的表面，阻碍镁和氧气进一步反应，所以保存镁条时不需要密封。
7．解析：镁在氧气、氮气和二氧化碳中燃烧反应的化学方程式分别为2Mg＋O2点燃,2MgO、3Mg＋N2点燃,Mg3N2、2Mg＋CO2点燃,2MgO＋C。设1 ml镁与O2完全反应生成1 ml MgO，其固体质量为40 g；1 ml镁与氮气完全反应，生成eq \f(1,3)ml Mg3N2，固体质量为33.3 g；由于空气中既有氧气又有氮气，所以在空气中生成的固体质量应在33.3 g与40 g之间；1 ml镁与CO2完全反应生成1 ml MgO和0.5 ml C，固体质量为46 g。综合上述分析，得关系式为m3>m1>m4＞m2。
8．解析：选C 本题可采用极端假设法求解。当全为O2时，则发生反应2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO，完全反应后容器内固体物质的质量为4.0 g；当全为CO2时，则发生反应2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C，完全反应后容器内固体物质的质量为4.6 g。考虑气体为混合气体，故反应后容器内固体物质的质量为4.0 g＜m＜4.6 g，则C项正确。
9．解析：选B、D 由①说明Mg与冷水不反应，由③说明Mg与液溴不反应，②说明Mg与溴水中的酸缓慢反应生成H2，④加入水后反应剧烈，说明水起催化作用。
10．解析：选C A方案步骤最少，但反应过程中会产生大量氮氧化物，给环境带来污染，而且消耗HNO3多，不符合“绿色化学”的要求；从经济角度讲，B方案最不合算，因为B方案除Mg外还用了其他三种化学试剂，且步骤繁琐，也不符合“绿色化学”的要求；C方案步骤较少，节约原料，而且用的O2较廉价，不产生污染性物质，用稀硝酸溶解MgO，符合“绿色化学”的要求；D方案中用到了两种较贵的化学试剂，而且在第一步还会产生大量的SO2，既污染空气，又浪费原料，从技术角度考虑，用到的Ba(NO3)2溶液的量较难控制，也不符合“绿色化学”的要求。
11．解析：(1)Na、Mg、Br都是海水中的常量元素，其单质的获得主要通过海水提取，Al、Fe、Si、Cu、S主要从矿石中获得，而N2从空气中获得。(2)除Ca2＋应选用COeq \\al(2－,3)，使之生成CaCO3沉淀除去；除Mg2＋应选用OH－，使之生成Mg(OH)2沉淀除去；除SOeq \\al(2－,4)应选用Ba2＋，使之生成BaSO4沉淀除去。精制过程中不能引入新的杂质离子，所以应选用Na2CO3、NaOH、BaCl2，且Na2CO3必须加在BaCl2之后以除去过量的Ba2＋，最后加入盐酸，除去过量的OH－和COeq \\al(2－,3)。(3)Cl2与NaOH反应可制得具有漂白作用的NaClO。
答案：(1)③④⑤
(2)①Ⅰ.Na2CO3 Ⅱ.NaOH Ⅲ.BaCl2 ②Ⅲ Ⅰ ③COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
(3)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
12．解析：海水提镁涉及的反应有：
CaCO3(贝壳)eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，
CaO＋H2O===Ca(OH)2，
Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋，
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋H2O，
MgCl2eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑。
答案：(1)其成分是CaCO3，能转化为Ca(OH)2，可以提供反应所需的碱
CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
(2)MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑
(3)加入MgCl2溶液至过量，过滤
(4)加速粗盐的溶解 引流 搅拌，使液体受热均匀，防止液滴飞溅。杂质
加入的试剂
CaCl2
Ⅰ.________
MgCl2
Ⅱ.________
硫酸盐
.________