1、第1课时金属矿物的开发利用夯实基础轻松达标1.下列金属中,通常采用热还原法冶炼的是()A.NaB.AlC.FeD.Ag答案C解析Na、Al很活泼,应用电解法冶炼;Ag为不活泼金属,可以用热分解法冶炼。2.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、氢气和活泼金属等答案C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Al2O3等),电解其盐溶液得不到金属单质,C错误。3.电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪
2、种气体氛围中冷却()A.H2B.CO2C.O2D.空气答案A解析Mg在加热条件下可与O2、CO2、N2反应。4.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。5.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()
3、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()A.()用B.()用C.()用D.()用答案B解析对于()()()()发生的反应分别是():Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2O、C+2CuO2Cu+CO2,符合;():Fe+CuSO4FeSO4+Cu,符合;():Cr2O3+2Al2Cr+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。6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+Cu2+Cu。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所
4、得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下。加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象有红色固体剩余,溶液变为蓝色产生无色气体产生无色气体,溶液变为蓝色产生红棕色气体,溶液变为绿色由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物()A.是CuB.是Cu2OC.一定有Cu,一定有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu答案D解析浓硫酸(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O;而稀硫酸与Cu不反应,与Cu2O反应。7.如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:(1)该实验装置中还缺。引发铝热反应的操作为。(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应(填“能”或“不能”)发生,理由是。(3)铝热反应的用途有哪些?
5、。答案(1)镁条和氯酸钾在混合物中间插一根长度约10厘米的镁条,上端弯曲,将氯酸钾放在镁条的周围,用燃着的小木条点燃镁条(2)不能镁比铝活泼,铝不能从氧化镁中置换镁(3)用于焊接钢轨、冶炼某些熔点高的金属解析(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。提升能力跨越等级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
6、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,用电解法可得到金属锂。2.天工开物中有如下描述“共煅五个时辰,其中砂末尽化成汞,布于满釜。”下列金属的冶炼方法与此相同的是()A.钠B.铝C.银D.铁答案C解析题述的金属冶炼过程是加热HgO,使之分解成Hg和O2。工业上冶炼金属钠、铝,常采用的方法是电解法,A、B不符合题意;工业上冶炼银,通常采用加热氧化银的方法,C符合题意;工业冶炼铁,通常采用热还原法,D不符合题意。3.用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1 mol,消耗铝最少的是()A.MnO2B.WO3C.Cr2O3D.Co3O4答案D解析用铝热法还原金属氧化物时,Al
7、作还原剂,金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为金属单质,显然,在氧化物中金属元素化合价越高,其变为单质时需获得的电子就越多,消耗铝也越多;题给四种金属氧化物中,金属元素的化合价分别为Mn(+4价)、W(+6价)、Cr(+3价)、Co(+价),故Co3O4耗铝最少。4.下列冶炼金属的反应原理,不正确的是()A.铝热法炼铁:Fe2O3+2AlAl2O3+2FeB.火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2C.电解法制钾:2KCl(熔融)2K+Cl2D.电解法制镁:2MgO(熔融)2Mg+O2答案D解析工业上冶炼镁的方法是电解熔融氯化镁,化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2。5.铜的冶炼
8、大致可分为以下几个步骤:(1)富集,将硫化物矿进行浮选;(2)焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);(3)制粗铜,在1 200 的条件下发生的主要反应为2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2;(4)电解精炼。下列说法不正确的是()A.上述焙烧过程中的尾气不可直接排放B.由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时,在整个过程中共消耗15 mol O2C.在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2中,作氧化剂的是Cu2OD.电解精炼属于化学变化答案C解析焙烧过程中产生的尾气中含有有毒的SO2气体,对环境有污染,不能直接排
9、放,A项正确。2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2得:Cu2S+O22Cu+SO2+得:2CuFeS2+5O22Cu+4SO2+2FeO所得式表明,2molCuFeS2完全转化为2molCu消耗5molO2,据此可知,由6molCuFeS2生成6molCu时共消耗15molO2,B项正确。在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2中,作氧化剂的是Cu2O和Cu2S两种物质,C项不正确。6.把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂,分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应;另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分
10、反应。前后两种情况下生成的气体的质量比是()A.32B.23C.11D.289答案C解析本题应分析两个过程中电子转移的数目。铝置换出铁,铁再和盐酸反应生成H2和等质量的铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同,化学方程式如下:2Al+3FeOAl2O3+3Fe,3Fe+6HCl3FeCl2+3H2;2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。由此可看出,两种情况下生成的气体的质量比为11。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。地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO2
11、),目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+2Cl2TiCl4+2COC(1)2Mg+TiCl42MgCl2+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(1)Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合,分离时
12、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.工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下:请回答下列问题:(1)沉淀C的化学式为,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作。(2)电解熔融的氧化铝时,标准状况下若得到22.4 L O2,则同时生成 g铝。(3)操作、操作和操作都是(填操作名称),实验室要洗涤Al(OH)3沉淀应该在装置中进行,洗涤方法是。(4)生产过程中,除NaOH、H2O可以循环利用外,还可以循环利用的物质有(填化学式),用此法制取铝的副产品是(填化学式)。(5)写出Na2CO3溶液与CaO反应的离子方程式:。(6)若铝土
13、矿中还含有二氧化硅,此生产过程中得到的氧化铝中将混有杂质(填化学式)。答案(1)Fe2O3颜料(2)36(3)过滤过滤向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作23次(4)CaO和CO2Fe2O3和O2(5)C+CaO+H2OCaCO3+2OH-(6)SiO2解析(1)因Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,而Fe2O3不与NaOH溶液反应,因此过滤得到的沉淀C为Fe2O3,Fe2O3可用作颜料。(2)2Al2O3(熔融)4Al+3O2,n(O2)=1mol,则m(Al)=mol27gmol-1=36g。(3)操作、的目的均是分离固液混合物,即过滤;洗涤沉淀的方法是向漏斗中加蒸
14、馏水至浸没沉淀,使水自然流下,重复操作23次。贴近生活拓展创新在某次探究性学习中,老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜,并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案。甲:CuO溶于适量稀硫酸中;在的溶液中加入稍过量的铁,充分反应后,过滤、烘干,即得纯净的铜。乙:铁与稀硫酸反应得氢气;用氢气还原氧化铜,充分反应后即得纯净的铜。(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同,请判断他们所制得铜的质量大小关系(填字母)。A.相同B.甲多C.乙多D.以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制得的铜的纯度,应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因:,完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中,加入,不断搅拌,然后即得到纯净的铜。答案(1)B(2)产物中混有铁并且没有进行洗涤过量稀硫酸过滤、洗涤、烘干解析(1)在用氢气还原氧化铜的实验中,应先向装置中通入一段时间的H2,赶走空气,然后开始加热,并且反应结束后应先撤去酒精灯,再停止通入H2,因此所制得的H2并没有全部参与CuO的还原,故生成的铜少。(2)甲方案中铁过量,并且过滤后没有洗涤,产物中混有铁粉也可能混有FeSO4。而乙方案中可能混有CuO,应加入稀硫酸除去CuO。