1、开发利用金属矿物和海水资源第一课时习题一、选择题1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、氢气或活泼金属等答案：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等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。2不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主要原因是()A金属在自然界中的分布不同 B金属在自然界中的含量不同C金属在自然界中的存在形式不同 D金属的活动性不同答案：D解析：金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子
2、得电子变成金属单质，金属的活动性不同，其对应金属离子得电子的能力不同，冶炼方法就有可能不同。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CuSO4答案：D解析：选项A，金是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu、Fe、Al等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关。选项B，石油是不可再生资源
3、，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。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实验室欲使1.6 g Fe2O3完全被还原，事先应准备的H2气体在标准状况下的体积为 ()A672 mL B336 mLC大于672 mL D小于336 mL答案：C5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()AMnO2 BWO3CCr2O3 DCo3O4答案：D6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
4、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金属的活动性大小答案：D7分别用氢气和金属做还原剂冶炼金属，下列有关所得金属纯度的说法正确的是()A用氢气的纯度高 B用金属的纯度高C二者相同 D无法比较答案：A解析：用还原法冶炼金属，还原剂可以是金属，也可以是H2、CO等还原性气体，二者比较而言，利用H2、CO等冶炼金属，只要反应充分就能得到较纯净的金属。8在冶金工业上，下列均不能用通常化学还原剂制得的金属是()AK、Ca、Na、Al BK、Na、Zn、FeCZn、Fe、Cu、Ag DMg、Al、Zn、Fe答案：A解析：一些很活泼的金属，它们失电子的能力很强
5、，通常的化学还原剂很难使其阳离子得到电子被还原成金属单质，其冶炼通常应采用电解法。9铝能用于冶炼一些金属(如：钒、铬、锰等)，这是因为铝()A既能与酸反应，又能与碱反应B导电性好C熔点低D还原性较强，在冶炼反应中放出大量的热量答案：D解析：铝能用于冶炼一些金属，是因为铝有较强的金属性，可以将一些金属性较它弱的金属置换出来。另外，在冶炼反应中放出大量的热量，使反应体系维持在高温状态，可以把一些金属性较弱的金属从它们难熔的金属氧化物中置换出来。10下列关于铝热反应2AlFe2O32FeAl2O3的说法不正确的是()A该反应中Al作还原剂B该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2C该反应中冶
6、炼1 mol Fe转移2 mol电子D该反应可用于焊接钢轨答案：C11已知工业上真空炼铷的化学方程式为2RbClMgMgCl22Rb(g)，对此反应能够进行的正确解释是 ()ARb比Mg的金属性强B铷的沸点比镁低，把铷的蒸气抽走后，平衡向正反应方向移动CMgCl2的热稳定性比RbCl弱D高温下Mg2的得电子能力比Rb弱答案：B解析：由金属活动性顺序可知金属性：KMg，对于碱金属的金属性：RbK，所以金属性：RbMg，则得电子能力：Mg2Rb，所以A和D均错。反应生成了MgCl2，MgCl2与RbCl相比，差别是阳离子不同，Mg2的离子半径小于Rb，且所带电荷数大于Rb，所以MgCl2的热稳定性
7、比RbCl要强，C错。12湿法冶金中，把质量为m g的铁片放入CuSO4溶液中，过一会儿取出干燥，铁片的质量变为n g，则被氧化的铁的质量是 ()A8(nm)g B8(mn)gC7(mn)g D7(nm)g答案：D解析：FeCuSO4=FeSO4Cum(增加)56 64 8 x (nm) g得x7(nm)g二、非选择题13冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2作还原剂；用活泼金属Na、Mg等还原；利用铝热反应还原；电解法；热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳？(用序号填写下列空白)(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
8、不活泼金属：_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：_。(5)K、Rb、Cs、Ti等金属：_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)解析：根据每种金属的特点选择最佳方案。其中K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是利用平衡原理，如NaKCl NaClK，分离出钾蒸气使此反应得以继续进行。14将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起使四周都是四层，把内层纸漏斗取出，在底部剪一个孔，用水湿润，再与另一纸漏斗套在一起，架在铁架台的铁圈上，下面放有盛有细沙的蒸发皿，将5 g炒干的三氧化二铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中插一根镁
9、条，用燃着的木条点燃镁条。完成下列问题。(1)上述反应的实验现象为_，因此，铝可用于制造信号弹、燃烧弹、火箭推进剂等。(2)上述反应的化学方程式为_，此反应称为_反应，铝粉和氧化铁粉末的混合物称为_，铝热反应可用于_。(填写一种用途)。(3)铝粉可以和铁、铬、锰的氧化物粉末发生铝热反应，铝变成氧化铝，铁、铬、锰等金属的氧化物变成相应的金属单质。写出下面反应的化学方程式。AlMnO2：_；AlCr2O3：_。答案：(1)当外部镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的白光，产生大量的烟；纸漏斗被烧破，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(2)2AlFe2O
10、3Al2O32Fe 铝热 铝热剂焊接钢轨(或冶炼Cr、Mn等难熔的金属)(3)4Al3MnO22Al2O33Mn2AlCr2O3Al2O32Cr解析：铝与氧化物反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属元素还原为金属单质。反应的特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。反应的重要作用：一是焊接钢轨，二是冶炼V、Cr、Mn等难熔的金属。15粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。现进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应
11、，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色；请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_。产物中的单质B是_。(2)中所发生反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。答案：(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2；Fe2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL12.3 molL1解析：MgO不能与铝发生置换反应，所以发
12、生的反应是Fe2O32Al2FeAl2O3中发生的反应是Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，MgO2HCl=MgCl2H2O中发生的反应是Fe2FeCl3=3FeCl2，Fe2HCl=FeCl2H2中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3完全被还原为Fe2，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x，则：40 gmol1x160 gmol-1x20g，解得x0.1 mol。溶液中Mg2的物质的量等于MgO的物质的量，c(Mg2)0.67 molL1，反应后原加入的盐酸中的Cl全部转移到FeCl2和MgCl2中，Cl 守恒，所以溶液D中
13、：n(Cl)n(Mg2)2n(Fe2)26.0 molL10.15 L0.9 mol，n(Fe2)0.35 mol，所以c(Fe2)2.3 molL1。16有资料表明，氧化铁在高炉内被一氧化碳还原时，是按Fe2O3Fe3O4FeOFe的顺序分步进行的，请就此回答下列问题：(1)分阶段写出氧化铁转化为铁的化学方程式：_；_；_。(2)从铁元素的性质方面来说，铁能分步被还原的主要原因是_。答案：(1)3Fe2O3CO2Fe3O4CO2Fe3O4CO3FeOCO2FeOCOFeCO2(2)铁元素有不同的化合价，化合价越低氧化性越弱，还原所需要的温度越高17铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔
14、点较高的金属如钒、铬、锰等。(1)试从铝粉跟氧化铁的反应出发，思考铝热反应为什么可以应用于冶炼这些金属？(2)请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式，指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂，并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。V2O5Al = Al2O3VCo3O4Al = Al2O3Co答案：(1)铝粉跟氧化铁的反应为Fe2O32Al2FeAl2O3，该反应称为铝热反应，在反应过程中放出大量的热，放出的热量足以使高熔点金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。(2)根据原子守恒配平化学方程式，判断两个反应均为氧化还原反应，根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂，所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断：3V2O5 10Al5Al2O36V氧化剂 还原剂3Co3O4 8Al4Al2O39Co氧化剂 还原剂根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系：10Al6V8Al9Co270 g 6 mol 216 g 9 molx 1 mol y 1 mol列出比例式，解得x45 g，y24 g。即生成1 mol钒需要45 g纯铝，生成1 mol钴需要24 g纯铝。
