1、课时分层作业(十八)金属矿物的开发利用(建议用时：45分钟)学业达标练1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A合金的性质与其组成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B合金的性质与其组成金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，A项正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法，B项错误；金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D两项正确。2从石器
2、、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D金属越活泼越难冶炼，开发利用的年代越晚。3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、AlCl3来制备Mg、AlD工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4D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
3、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，熔融AlCl3不导电。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。4.如图是铝热反应的实验装置，有关该反应的下列说法中一定正确的是() 【导学号：43722214】Aa为镁条Bb为氧化铁与铝粉的混合物C2 mol氧化剂参与反应则电子转移6NA个(设NA为阿伏加德罗常数)D还原剂与氧化产物的物质的量之比为12A铝与氧化铁的铝热反应为2AlFe2O3Al2O32Fe。A项，a为镁条，起引燃作用，故A正确；B项，b为氯酸钾，作氧化剂，以保证镁条的继
4、续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应，其中C为氧化物与铝粉的混合物，故B错误；C项，2AlFe2O3Al2O32Fe，该反应中氧化剂是氧化铁，2 mol氧化剂参与反应则电子转移12NA个，故C错误；D项，该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为21，故D错误。5我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是()A焦炭还原法B湿法炼铜C铝热还原法D电解冶炼法A火烧孔雀石和焦炭混合物发生的反应为Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2，2CuOC2CuCO2，属于焦炭还原法。6金属锂是密度最小的金属，
5、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() 【导学号：43722215】A电解法B热还原法C热分解法D铝热法ANa、Mg冶炼用电解法，故锂也用电解法。7下列各组物质中，均能将Fe2O3还原成单质铁的是()ACO、O2、H2BCO、CO2、CCCO2、H2O、O2DAl、C、H2DFe是化学性质较活泼的金属，用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。8下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A加热Al2O3B加热HgOC电解熔融NaClD铝粉和Fe2O3共热A
6、Al2O3加热不能分解生成Al单质。9工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：2C(焦炭)O2(空气)2COFe2O33CO2Fe3CO2该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是()【导学号：43722216】ACO过量BCO与铁矿石接触不充分C炼铁高炉的高度不够DCO与Fe2O3的反应有一定限度D高炉炼铁的反应Fe2O33CO2Fe3CO2为可逆反应，所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需，这样可以提高CO的浓度，促进该反应正向移动。教师独具下列反应原理不符合工业实际的是()A2Ag2O4AgO2B4Al3MnO23Mn2Al2O3C
7、2MgO2MgO2D2CuOC2CuCO2C根据金属的活动性和特点，这四种金属选用的冶炼方法看似都正确，但是工业上冶炼镁时，并不是电解熔融的氧化镁，而是电解熔融的氯化镁。因为氧化镁的熔点很高，与电解熔融的氯化镁相比会消耗更多的能量。10用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：【导学号：43722217】(1)写出该反应的化学方程式：_，在该反应中_是氧化剂，_是还原剂，该反应称为_反应。(2)选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上)：_。镁带剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的白光；纸漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。【解析】(1)铝热反应
8、为2AlFe2O32FeAl2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。(2)全为该铝热反应的现象。【答案】(1)Fe2O32AlAl2O32FeFe2O3Al铝热(2)11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：FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2OTiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22C2Cl2TiCl42COTiCl42Mg2MgCl2Ti(1)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反应生成了两种酸C
9、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(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是_。A钛是像金、铂一样的不活泼金属B金属钛的表现易形成致密的氧化膜C钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应D钛有很高的强度【解析】(1)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，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。(2)题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B。【答案】
10、(1)C(2)B冲A挑战练120.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g 沉淀。这种铁的氧化物的化学式是()【导学号：43722218】AFeOBFe2O3CFe3O4DFeO和Fe2O3BCO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个氧原子可以生成一个CO2分子，每一个CO2分子可以生成一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4 g该氧化物中含x g氧原子OCO2CaCO316100x g 0.75 g解得x0.12，N(Fe)N(O)：23。13铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的
11、方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下： 【导学号：43722219】(1)写出得到单质铁的化学方程式：_。(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验证生成了单质铁：_。(3)装置末端气球的作用：_。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO？原因是什么？_。【解析】(2)检验是否生成铁单质，在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁。(3)反应结束后，得到的铁还是炽热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入C
12、O。【答案】(1)Fe2O33CO2Fe3CO2(2)取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成了单质铁(答案合理即可)(3)收集CO，防止污染空气先停止加热，防止生成的铁再次被氧化14钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下： 【导学号：43722220】 (1)步骤加Fe的目的是_；步骤冷却的目的是_。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。(3
13、)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为反应TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar气氛中进行的理由是_。【解析】(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将3价Fe转化为2价Fe，降温减小FeSO47H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为TiO22H2O=H2TiO32H，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。(3)高温下Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。【答案】(1)将Fe3还原为Fe2析出绿矾(FeSO47H2O)(2)绿矾(FeSO47H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)(3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应