2018_2019学年高中化学课时作业184.1.1金属矿物的开发利用（含解析）新人教版必修2.doc

1、1课时作业 18 金属矿物的开发利用一、选择题1下列金属：铁 镁 锰 钒 铬，可用铝热法制备的有( )A BC D【解析】 铝热法冶炼金属是利用了 Al 的还原性及反应过程中放出大量的热，可用于金属活动性比 Al 弱的金属的冶炼，题给五种金属中只有 Mg 的活动性比 Al 强，不能用铝热法制备。【答案】 C2下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是( )A2HgO 2HgO 2= = = = = B4Al3MnO 2 2Al2O33Mn= = = = =高 温 C2MgO 2MgO 2= = = = = D4COFe 3O4 3Fe4CO 2= = = = =高 温 【解析】 A 项，H

2、g 为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将 Hg 从其化合物中还原出来，正确；B 项，Mn、W 等高熔点金属可利用铝热法冶炼，正确；C 项，Mg 为活泼金属，MgO 在加热条件下难以分解，通常采用电解熔融 MgCl2的方法冶炼，错误；D 项，Fe 处于金属活动性顺序表中的中间位置，通常是用还原剂(C、CO、H 2、活泼金属等)将 Fe 从其化合物中还原出来，正确。【答案】 C3从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )A金属的导电性强弱B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低D金属的活动性强弱2【

3、解析】 由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。【答案】 D4金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能治炼出金属锂的方法是( )A电解法 B热还原法C热分解法 D铝热法【解析】 锂的金属性介于钠、镁之间，应该与 Na、Mg 的冶炼方法相同。【答案】 A5在熔融状态下，Na 与 KCl 存在可逆反应：NaKClNaCl K，通过调整温度，可利用金属 Na 来制取 K。物质 K Na KCl NaCl熔点/ 63.6 97.8 770 801沸点/ 774 883 1500 1413根据

4、上表的熔点和沸点，确定由 Na 与 KCl 反应制取 K 的合适温度为( )A770 B801 C850 D770801 【解析】 K、Na 的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取 K，主要是利用 K 的沸点比 Na 的低而控制温度使 K 气化。其余三种物质均为液体，便于生成的 K 蒸气不断逸出，使反应向生成 K 的方向进行而制得 K。在 801883合理。【答案】 C6用铝热法还原下列化合物，若获得金属各 1 mol，消耗铝最少的是( )AMnO 2 BCr 2O3CWO 3 DCuO【解析】 制备 1 mol 金属，根据氧化还原反应中得失电子数相等的原理，金属离子得电子数越多，需要铝的

5、质量越大。而生成 1 mol 金属，该金属在化合物中化合价越高，则消耗铝越多；反之则越少。在这四种化合物中只有 D 项中 Cu 的化合价最低，故选 D。【答案】 D7下列说法错误的是( )A对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等【解析】 活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如 MgCl2、NaCl 等)或熔融氧化物(如3Al2O3等)制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C 错误。【答案】 C8以辉铜矿(Cu 2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2SO 2 2CuSO

6、 2。下列说法不正确的是( )= = = = =高 温 A化合价发生变化的元素有 3 种BCu 2S 在该反应中既是氧化剂又是还原剂C1 mol O 2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为 4 molDSO 2被分离、回收后氧化生成 SO3，作为制取硫酸的原料【解析】 分析反应中化合价的变化： 2 2 2 2，Cu 1 S 2 O0 = = = = =高 温 Cu0 S 4 O 2 反应过程中 Cu、S、O 三种元素的化合价均发生改变；Cu 2S 中 Cu 元素化合价降低，S 元素化合价升高，因此 Cu2S 既是氧化剂又是还原剂；根据 S 元素化合价的改变可知，当 1 mol O2参加反应

7、时，共转移电子 6 mol；SO 2催化氧化可得 SO3，SO 3被水吸收可得 H2SO4。【答案】 C9钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：FeTiO 32H 2SO4=TiOSO4FeSO 42H 2OTiOSO 42H 2O=H2TiO3H 2SO4H 2TiO3 TiO2H 2O= = = = = TiO 22C2Cl 2 TiCl42CO= = = = = TiCl 42Mg 2MgCl2Ti= = = = = 针对以上五个反应，下列叙述错误的是( )A反应是非氧化还原反应B反应生

8、成了两种酸C反应中的 TiO2是氧化剂D反应表现了金属镁比金属钛的还原性强【解析】 在反应中没有化合价的变化，反应中，化学式 H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂，反应中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。【答案】 C二、非选择题410(1)Al 与 Fe3O4发生铝热反应的化学方程式为_，该反应中氧化剂是_，还原剂是_。(2)工业上电解冶炼铝的化学方程式为_。若电路中通过 1 mol 电子，可以得到 Al_ g。【答案】 (1)8Al3Fe 3O4 4Al2O39Fe Fe 3O4 Al= = = = =高

9、温 (2)2Al2O3(熔融) 4Al3O 2 9= = = = =电 解 冰 晶 石11冶炼金属一般有下列方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：_；_；_；_。【答案】 (1) (2)3C2Fe 2O3 4Fe3CO 2= = = = =高 温 3H 2WO 3 W3H 2O= = = = =高 温 3MnO 24Al 3Mn2Al 2O3= = = = =高 温 2NaCl(熔融) 2

10、NaCl 2= = = = =通 电 512铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：_。(2)写出赤铁矿被 CO 还原成铁的化学方程式：_。(3)实验室中可用 CO 还原 Fe2O3，在加热 Fe2O3前应_，直到无_现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生_现象，未反应完全的 CO_(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做_处理。【解析】 (1)在冶炼铁的过程中，为提高 C 的利用率，先发生反应 CO 2CO2，再发生反应：CO 2C 2CO，用 CO 还原 Fe2O3，接触= = = = =点 燃

11、 = = = = =高 温 更充分，效果更好。(3)加热 Fe2O3之前应先检验 CO 的纯度，否则会发生爆炸，由于 CO 有毒，故未完全反应的 CO 应点燃，以防污染环境。【答案】 (1)CO 2 CO2，CCO 2 2CO= = = = =点 燃 = = = = =高 温 (2)3COFe 2O3 Fe3CO 2= = = = =高 温 (3)验纯 爆鸣 爆炸 不能 点燃13铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物。某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验，实验装置如图所示。(1)取磁性氧化铁按图所示装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是_。取少许反应

12、生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加 KSCN溶液，发现溶液变为血红色。出现这种现象，一方面可能因为“铁块”中混有没反应的磁性氧化铁，另一方面可能因为_。(2)请写出此铝热反应的化学方程式：_，1 mol Al 参与反应，转移的电子数为_。(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。6(4)除了磁性氧化铁可做铝热反应实验，下列试剂也可以发生铝热反应的是_(填字母，双选)。ACuO BNa 2O2CMnO 2 DMgO【解析】 (1)铝热反应的引发：铝热剂上铺 KClO3，插镁条并将其点燃，利用金属镁燃烧产生的大量的热来引发实验。取少

13、许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加 KSCN溶液，发现溶液变为血红色，证明存在 Fe3 ，原因可能是金属中混有没反应的磁性氧化铁或是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中，表面被空气氧化为 Fe3O4。(2)Al 和 Fe3O4发生铝热反应的化学方程式为8Al3Fe 3O4 4Al2O39Fe，每 8 mol Al 参与反应，转移电子 24 mol，所= = = = =高 温 以 1 mol Al 参与反应，转移的电子数为 3NA。(3)Fe 和 NaOH 溶液不反应，但 Al 可以和 NaOH 溶液反应产生 H2，因此证明上述所得的“铁块”中含有金属铝，可以向混合物中加入 NaOH 溶液

14、，看是否产生气体，若有气体产生，则“铁块”中含有金属铝，反之则没有。(4)铝热反应适用于高熔点金属的冶炼：如铁、铜、铬、锰等，这些金属的活泼性比金属铝的弱，所以 Na2O2和 MgO 都不适合，CuO、MnO 2适合。【答案】 (1)在铝热剂上铺 KClO3，插镁条并将其点燃 生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中，表面被空气氧化为 Fe3O4(2)8Al3Fe 3O4 9Fe4Al 2O3= = = = =高 温 3NA(或 3 mol)(3)NaOH 溶液2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(4)AC14从铝土矿(主要成分是 Al2O3，含 SiO2、Fe 2O3、MgO 等杂质

15、)中提取氧化铝通常有两种工艺，如图所示。因向铝土矿中加入 NaOH 时形成的赤泥(残渣)中常含有铝硅酸钠，故流程乙常处理 SiO2含量小于 8%的铝土矿，若 SiO2含量较高则可采用流程甲来处理。请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成 Al3 的离子方程式为7_。(2)流程乙加入烧碱后生成 SiO 的离子方程式为23_。(3)流程甲滤液 D 中通入过量 CO2反应的化学方程式为_。(4)“通入过量 CO2”能否改用盐酸_(填“能”或“不能”)，原因是_。(5)滤液 E、K 中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶质的一种用途_。【解析】 (1)流程甲加入盐酸后，铝土矿中的 Al2O3、F

16、e 2O3、MgO 能和盐酸反应，Al2O3和盐酸反应生成 AlC13和 H2O，生成 Al3 的离子方程式为Al2O36H =2Al3 3H 2O。(2)流程乙加入 NaOH 后，铝土矿中的 Al2O3、SiO 2能和 NaOH 反应，其中 SiO2与 NaOH反应的离子方程式为 SiO22OH =SiO H 2O。23(3)流程甲加入盐酸后，铝土矿中的 Al2O3、Fe 2O3、MgO 能和盐酸反应，所得的滤液 B有 AlCl3、FeCl 3、MgCl 2以及过量的盐酸，向其中加过量的烧碱，所得滤液 D 的主要成分为NaAlO2，通入过量 CO2反应的化学方程式为 NaAlO2CO 22H 2O=Al(OH)3NaHCO 3。(4)NaAlO2和过量的盐酸反应生成 AlCl3、NaCl 和 H2O，不会获得 Al(OH)3。(5)滤液 Y 和 D 的成分主要是 NaAlO2，向其中通入过量 CO2得到含有 NaHCO3溶质的溶液，所以 NaHCO3是滤液 E、K 中溶质的主要成分，NaHCO 3可以制纯碱或作发酵粉等。【答案】 (1)Al 2O36H =2Al3 3H 2O(2)SiO22OH =SiO H 2O23(3)NaAlO2CO 22H 2O=Al(OH)3NaHCO 3(4)不能 Al(OH) 3沉淀会溶于过量的盐酸中(5)NaHCO3 制纯碱或作发酵粉等8