1、- 1 -第 1 课时 金属矿物的开发利用基础巩固1 金属冶炼的实质是( )A.金属元素失去电子B.金属元素获得电子C.金属元素被氧化了D.金属元素可能被氧化了,也可能被还原了答案 B解析 大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在,其化合价为正价,在冶炼过程中得电子被还原。2 铝用来焊接钢轨是利用( )A.铝与氧气反应生成稳定的保护层B.铝是热的良导体C.铝是强还原剂,铝热反应放热D.铝合金强度大答案 C解析 铝是强还原剂,铝热反应放出大量的热,可达到很高的温度,生成了 Al2O3和液态铁,从而将钢轨焊接在一起。3 已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系,请你推测:下列事件发
2、生在铁器时代之前的是( )A.金属铝的冶炼 B.青铜器时代C.金属钾的使用 D.戴维发现金属钠答案 B解析 金属单质的发现和使用与金属活动性顺序相反,即金属越不活泼越易被还原成金属单质,被发现和使用的越早,比铁不活泼的金属在四个选项中只有 Cu,故选 B。4 下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )A.2NaCl(熔融) 2Na+Cl2- 2 -B.MgO+H2 Mg+H2OC.Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2D.2HgO 2Hg+O2答案 B解析 K、Ca、Na、Mg、Al 等活泼金属不能用普通的还原剂把它们还原出来,一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。Zn、Fe、Sn、Pb、Cu
3、等金属可以用还原剂(如 CO、H 2、C)等高温还原的方法冶炼,必要时再用其他方法(比如铜的精炼)进一步精炼。更不活泼的金属由于它们的化合物更不稳定,因此一般采用热分解法冶炼。5 下列说法正确的是( )A.有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B.用电解 NaCl 溶液的方法来冶炼金属钠C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D.回收旧金属不如冶炼矿石更经济答案 A解析 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属,如 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,A 项正确;电解 NaCl 溶液不能得到金属钠,金属钠应该用电解熔融 NaCl 的方法制取,B 项错误;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还原出来
4、,C 项错误;D 项,回收金属有很好的经济效益和社会效益。6 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。下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.金属的化合价高低B.金属的活动性强弱C.金属的导电性强弱D.金属在地壳中的含量多少答案 B- 3 -解析 金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。7 下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )A.加热 Al2O3 B.加热 CaCO3C.电解熔融 NaCl D.氯化钠与铝粉高温共热答案 C解析 电解 Al2O3可制得铝;加热
5、 CaCO3仅得到 CaO;D 项不发生反应。8 化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是( )A.人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界的分布无关B.人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C.工业上可用电解熔融态的 MgCl2、AlCl 3来制备 Mg、AlD.工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备 CuSO4答案 D解析 选项 A,人类对金属的认识与其在自然界中的分布有着密切的关系。选项 B,石油是不可再生资源,总有一天,石油会消耗殆尽,它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。选项 C,AlCl3是共价化合物,电解熔融 AlCl3得不到 Al
6、。选项 D,将铜粉放在稀硫酸中,不断通入空气,加热即可生成 CuSO4。9 古代的“药金”外观与黄金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至 800 ,得到金光闪闪的“药金” 。(1)“药金”的主要成分是 。 (2)有关冶炼的化学方程式是 、 、 。 答案 (1)铜、锌(2)ZnCO3 ZnO+CO22Cu2O+C 4Cu+CO22ZnO+C 2Zn+CO2解析 由石灰石的热稳定性可知,高温下碳酸锌分解生成氧化锌和 CO2,木炭将 Cu2O、ZnO 还原为金属铜和锌,故药金的主要成分是铜、锌。- 4 -10 冶炼金属常用以下几种方法:以 C、CO 或
7、H2作还原剂还原;用较活泼金属 Na、Mg 等还原;利用铝热反应原理用 Al 还原;电解法;热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳?(填序号)(1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属 。 (2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属 。 (3)Hg、Ag 等不活泼金属 。 (4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属 。 答案 (1) (2) (3) (4)解析 金属冶炼的方法有多种,一般要选择最适合的方法。(1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼的金属一般选择热还原法(还原剂 C、CO、H 2等);(2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼的金属一般选择电解法;(3)Hg、Ag 等不活泼金属一般选择热分解法;
8、(4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属一般采用铝热反应,即以 Al 为还原剂进行冶炼。能力提升1 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,则下列能冶炼出金属锂的方法是( )A.电解法 B.热还原法C.热分解法 D.铝热法答案 A解析 可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断,锂的金属性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,用电解法才能得到金属锂。2 冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法;水煤气(或 H2或 CO)法;活泼金属置换法;电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石炼铜;()湿法炼铜;现代有
9、()铝热法炼铬;()从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )- 5 -A.()用 B.()用C.()用 D.()用答案 B解析 对于()、()、()、()发生的反应分别是:():Cu 2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H 2O、C+2CuO 2Cu+CO2,符合;():Fe+CuSO 4 FeSO4+Cu,符合;():Cr 2O3+2Al 2Cr+Al2O3,符合;():先从光卤石中提取 MgCl2,再电解熔融的 MgCl2:MgCl2(熔融) Mg+Cl2,符合。3 在冶金工业上,均不能用通常的化学还原剂制得的一组是( )A.Na、Ca、Mg、Al、KB.Na、K、Zn、F
10、e、HgC.Zn、Fe、Cu、Ag、SnD.Mg、Al、Zn、Fe、Pb答案 A解析 A 项中的金属均为活泼金属,通常用电解法冶炼。4 成语、诗词话科学对下列成语或诗句所描述现象的解释,你认为错误的是( )选项 成语或诗句 用化学知识解释A 唐代李白诗句“风吹柳花满店香” 这是生活中常见的一种分子扩散运动B “烈火见真金” 金的性质稳定,在烈火中也不会发生反应C 明代于谦诗句“粉身碎骨浑不怕” 它指石灰石碾碎成粉末状的物理变化过程D 成语“百炼成钢” 通过反复锤炼,减少铁合金中碳元素的质量分数答案 C解析 诗句“粉身碎骨浑不怕”,描述的是生石灰遇水由块状变成粉末状的过程,是化学过程。5(201
11、5 重庆理综)中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造不涉及化学反应的是( )A.用胆矾炼铜 B.用铁矿石炼铁C.烧结黏土制陶瓷 D.打磨磁石制指南针- 6 -答案 D解析 胆矾为 CuSO45H2O,冶炼得到 Cu 的过程中发生氧化还原反应,A 项错误;铁矿石的主要成分为铁的化合物,炼铁也需要发生氧化还原反应,B 项错误;烧制陶瓷过程中发生复杂的物理和化学变化,C 项错误;打磨磁石制指南针的过程中没有化学变化,D 项正确。 6 金属材料在日常生产、生活中有着广泛的应用,下列关于金属的说法不正确的是( )A.越活泼的金属越难冶炼B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C.金属冶炼的本质是金
12、属阳离子得到电子变成金属原子D.工业上金属 Mg、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的答案 D解析 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C 两项正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B 项正确;因 AlCl3为共价化合物,其熔融态不导电,因此不能用电解 AlCl3的方法来冶炼铝,通常用电解 Al2O3冶炼铝。 7 钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO 2),目
13、前大规模生产钛的方法是:第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入 Cl2制得 TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为 ,该反应中的还原剂是 。 第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与 TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式: ; (2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤:。 答案 TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO C(1)2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤、洗涤,即可得到纯净的钛解析 常温时钛不与非金属、强酸反应;红热时钛可与常见非金属单质反应。可类比一般不活- 7 -泼金属氧化物,选用碳作还原剂
14、制得金属,金属再与 Cl2反应生成氯化物。两反应合并的化学方程式为 TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO。(1)Mg 为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原 TiCl4:2Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti。(2)还原出的 Ti 与 Mg 混合,分离时用强酸,因钛不与强酸反应,所以可将上述产物溶于过量的盐酸中,然后过滤、洗涤,即可得到纯净的钛。 8 黄铜矿(CuFeS 2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为 8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若 CuFeS2中 Fe 的化合价为+2 价,反应中被还原的元
15、素是 (填元素符号)。 (2)上述冶炼过程产生大量 SO2。下列处理方案中合理的是 (填序号)。 A.高空排放B.用于制备硫酸C.用纯碱溶液吸收制 Na2SO3D.用浓硫酸吸收(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3。方法为:用稀盐酸浸取炉渣,过滤。滤液先氧化,再加入过量 NaOH 溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得 Fe2O3。根据以上信息回答下列问题:a.除去 Al3+的离子方程式是 。 b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有 FeO。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO 4溶液、NaOH 溶液、碘水。所选
16、试剂为 。证明炉渣中含有 FeO 的实验现象为 。 答案 (1)Cu、O (2)BC (3)a.A +4OH- Al +2H2O b.稀硫酸、KMnO 4溶液 用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使 KMnO4溶液褪色解析 (1)分析化学方程式中各元素化合价可知:Cu 由+2 价0 价,O 由 0 价-2 价,铜元素、氧元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境,不能排入空气中。浓硫酸不能吸收二氧化硫,也不能消耗二氧化硫。- 8 -二氧化硫可以“变废为宝”制硫酸,也可以用纯碱溶液吸收制亚硫酸钠。(3)Al3+与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液,而 Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,过滤,将 Al3+除去。反应的离子方程式为 A +4OH- Al +2H2O。若要证明炉渣中含有 FeO 需要首先将其溶解,生成可溶性的亚铁盐,结合试剂分析可知,将该溶液加入到高锰酸钾溶液中,亚铁离子具有强还原性,因此,可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。
