1、课题2金属材料第1课时从矿石中获得金属课时过关能力提升1在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是()A.两个过程中碳原子都被氧化,都只起着提供热源的作用B.炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作用,又起产生CO的作用C.炼钢过程中碳被还原,从而达到降低含碳量的目的D.炼铁过程中碳参加反应,只起产生CO的作用解析：在炼铁时,焦炭的主要作用有两个:一是通过焦炭燃烧放出大量热,提供炼铁过程所需的热量;二是产生炼铁所需的还原剂CO。在炼铁过程中碳被氧化。炼钢时用来降低碳含量的主要反应为C+FeOCO+Fe,这个反应在碳被氧化的同时吸收热量。答案：B2把生铁冶炼成碳素钢的主要目的
2、是()A.把生铁提纯,除生铁中杂质B.加入各种元素,改善生铁的性能C.用还原剂把氧化亚铁还原成铁D.适当降低生铁含碳量,除去大部分硫、磷等杂质解析：生铁与钢的主要区别在于含碳量不同,以生铁为原料,通过降低碳的含量而炼制钢。答案：D3下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是()A.2Ag2O4Ag+O2B.2Al2O3(熔融)4Al+3O2C.2MgO2Mg+O2D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2答案：C4下列可被工业上采用的冶金方法是()A.电解熔融的氯化铝制铝B.电解熔融的氯化镁制镁C.电解氯化钠溶液制钠D.高温下用H2还原氧化镁制镁解析：氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,故不
3、能用电解熔融氯化铝的方法制铝,A错误;含Na+、Mg2+、Al3+的水溶液电解时,H+被还原,因而电解这样的水溶液是得不到金属单质的,C错误;比Al活泼的金属很难用一般的还原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中还原出来。MgO的熔点很高,工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法,D错误。答案：B5金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中错误的是()A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.越活泼的金属越难冶炼解析：金属镁的制备是通过电解熔融的氯化镁,而金属
4、铝是通过电解熔融的氧化铝得到,因为氯化铝是共价化合物,B项错误。答案：B6氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法错误的是()A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol e-D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化解析：由Fe3O4+8e-3Fe,知1 mol Fe3O4(磁铁矿)被还原为Fe时应转移8 mol电子。答案：C7用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反应,使氧化铁中的铁全部还原出来,消耗氢气、碳、一氧化碳的质量
5、比为()A.111B.1314C.1614D.212解析：等质量的氧化铁在反应时得到的电子的物质的量是相等的,所以根据氧化还原反应中电子守恒原则,可知氢气、碳、一氧化碳在反应中要失去等物质的量的电子。三者都失去4 mol电子时,氢气需要2 mol,质量是4 g;碳需要1 mol,质量是12 g;一氧化碳需要2 mol,质量是56 g。答案：B8铅的冶炼大致过程如下:富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗铅:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是()A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原
6、产物只有PbOC.整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移2 mol电子D.将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳解析：焙烧方铅矿(PbS)的反应中还原剂是PbS,还原产物是PbO和SO2,B错误;冶炼过程中,由1 mol PbS制取1 mol Pb转移4 mol电子,C错误;Pb的冶炼过程:2PbS2PbO2 mol Pb,因此,1 mol PbS完全冶炼成Pb,理论上至少需要0.5 mol C,即6 g碳。答案：D9把1 g含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得0.78 g残渣,则此黄铁矿的纯度是()A.33%B.66%C.78%D.88%解析：本题
7、采用差量法计算。设1 g样品中含FeS2的质量为x。4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2质量差(m)41202160480-320=160x1 g-0.78 g=0.22 gg黄铁矿的纯度答案：B10古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到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。解析：高温下碳酸锌分解成氧化锌和二氧化碳,木炭将赤铜和氧化锌还原成铜和锌。答案：(1)锌和铜(2)ZnCO3ZnO+CO2,2Cu2O+C4Cu+CO2,2ZnO+C2Zn+CO211冶炼金属一般有下列四
8、种方法: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:火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个):、。(2)请再举出使用活泼金属置换法和电解法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示):;。解析：火烧孔雀石炼铜和铝热法炼铬都属于热还原法。湿法炼铜和铝热法炼铬都属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。答案：(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2OC+2CuO2Cu+CO2(2)4Al+3MnO23Mn
9、+2Al2O32NaCl(熔融)2Na+Cl2(其他合理答案也可)12钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在部分发生反应,在部分开始生成生铁和炉渣。(2)炼钢时,加入硅、锰和铝的目的是。(3)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作。解析：(1)炼铁高炉内,铁矿石的还原和生铁的生成主要在炉身和炉腰两部分。(2)炼钢时加入硅、锰等目的是脱除过量的氧,调整钢中的硅、锰等含量。(3)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体,会污染大气,应回收利用。答案：(1)炉身炉腰(2)脱氧和调整钢的成分(3)CO燃料(或还
10、原剂)13铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:回答下列问题:(1)写出反应1的化学方程式:。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是,反应2的离子方程式为。(3)E可作为建筑材料,化合物C是,写出由D制备冰晶石的化学方程式:。(4)电解制铝的化学方程式是。以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是。解析：铝土矿中含有的Al2O3和SiO2,均能与NaOH溶液反应,所以反应1的化学方程式为:2NaOH+SiO2Na2SiO3+
11、H2O和2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。滤液中加入CaO,Na2SiO3与CaO反应生成CaSiO3沉淀;B煅烧得Al2O3,则B为Al(OH)3,反应2通入的气体A应为CO2,反应的离子方程式为2A+由流程图知气体D为HF,E为建筑材料,则可判断C应为浓硫酸,产物E为CaSO4。电解熔融氧化铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2。以石墨为电极,阳极上发生的反应为2O2-4e-O2,石墨与生成的O2反应生成CO2或CO,所以阳极产生的混合气体的成分是O2、CO2(或CO)。答案：(1)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2
12、)CaSiO32A+(3)浓硫酸12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(4)2Al2O34Al+3O2O2、CO2(或CO)14金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B(或其合金)的方法,通常是按还原剂来命名。(1)用铝作还原剂生产金属铬,称为铝热法。化学方程式为。铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外,还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀,然后在高温下煅烧,即生成耐热的(TiC),该反应的化学方程式为。(2)用硅作还原剂还原V2O3冶炼
13、钒,称为硅热法。化学方程式为。硅(特别是硅铁)的价格比铝低,所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行,常加入CaO作溶剂,试分析加入CaO的作用。(3)试写出用镁热还原TiCl4生产海绵钛的化学方程式。解析：根据题目信息“用金属A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B(或其合金)的方法,通常是按还原剂来命名。”可知铝热法就是利用铝作还原剂制取金属,硅热法就是利用硅作还原剂制取金属。答案：(1)2Al+Cr2O32Cr+Al2O34Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC(2)3Si+2V2O34V+3SiO2使之与反应产物SiO2结合成CaSiO3,使反应更容易进行(3)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti
