1、课后作业(二十) 基础巩固一、金属冶炼的方法1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。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金属的活动性强弱解析由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。答案D2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Al2O3 B加热HgOC电解熔融NaCl D铝粉和Fe2O3共热解析金属钠是活泼金属，用电解法制取；汞用加热HgO制取；加热Al2O3难以分解；铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的
2、铁还原成单质。答案A3下列化工生产原理错误的是()可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故不需加热A B C D解析钠特别活泼，加入氯化镁溶液时钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg2和OH反应生成Mg(OH)2沉淀，错；冶炼铝使用的是Al2O3，错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，错。答案D4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
3、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，是化学变化过程。答案C5金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是()A电解法 B热还原法C热分解法 D铝热法解析可以根据金属活泼性与金属冶炼方法之间的联系解答本题，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即采用电解法。答案A6金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属
4、的方法属于热还原法的是()A2NaCl(熔融)2NaCl2BWO33H2W3H2OCFeCuSO4=CuFeSO4D2Ag2O4AgO2解析钠性质活泼，用电解法制取；钨性质较不活泼，用热还原法制取；FeCuSO4=CuFeSO4为湿法炼铜的反应原理，不属于热还原法；银性质不活泼，可用热分解法制取。答案B二、金属冶炼过程中的氧化还原反应7以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2SO22CuSO2。下列说法不正确的是()A化合价发生变化的元素有3种BCu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂C1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4 molDSO2被分离、回收后氧化
5、生成SO3，作为制取硫酸的原料解析分析反应中化合价的变化：222u2，反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变；Cu2S中Cu元素化合价降低，S元素化合价升高，因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂；根据S元素化合价的改变可知，当1 mol O2参加反应时，共转移电子6 mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。答案C8下列物质投入溶液中，溶液质量减轻的是()A. CaCO3投入到HCl溶液中BNa2CO3投入稀硫酸中CFe粉投入CuSO4溶液中DFe粉投入稀HCl溶液中解析A、B项相当于把CaO、Na2O分别投入到酸溶液中，故其溶液质量增加；C项Fe元素进入溶液、Cu
6、以单质形式析出，Fe(56)相对原子质量小于Cu(64)，故C项符合题意；D项Fe元素进入溶液(HCl)，H以单质形式析出，故D项溶液质量增加。答案C9电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪种气体氛围中冷却 ()AH2 BCO2CO2 D空气解析Mg在加热条件下可与O2、CO2、N2反应。故选A。答案A10诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为2MoS27O22MoO34SO2MoO32NH3H2O=(NH4)2MoO4H2O(NH4)2MoO42HCl=H2MoO42NH4ClH2MoO4MoO3
7、H2O用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法中正确的是()AMoS2煅烧产生的尾气可直接排放BMoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物CH2MoO4是一种强酸D利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为332解析A项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B项，根据中生成物(NH4)2MoO4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错误；C项，根据反应H2MoO4是一种不溶性酸，溶液中c(H)不可能很大，故H2MoO4不可能是强酸；D项，1 mol H2、1 mol CO和1 mol Al作还原剂时，失去的电子数分别为2 mol
8、、2 mol和3 mol，还原等量的MoO3转移电子相同，此时n(H2)n(CO)n(Al)332。答案D能力提升11氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()A电解熔融NaCl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 eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化解析Fe3O4中3个Fe共显8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e，C项错误。答案C12已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气
9、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和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解析浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。答案D13在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：NaKClNaClK，通过调整温度，可利用金属Na来
10、制取K。物质KNaKClNaCl熔点/63.697.8770801沸点/77488315001413根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为()A770 B801 C850 D770801 解析要从可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K汽化。其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K。在801883 合理。答案C14有0.4 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()AFeO BFe2O3CFe3O4 DFeO和Fe
11、2O3解析CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的1 mol O原子对应1 mol CO2分子，1 mol CO2分子对应1 mol CaCO3，所以有下列的关系式，并假设0.4 g该氧化物中含x g O原子。OCO2CaCO316 100x g 0.75 g解得x0.12n(Fe)n(O)23。故此氧化物的化学式为Fe2O3。答案B15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取铜的实验方案。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
12、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(填选项的标号)_。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是_，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。解析(1)在用氢气还原氧化铜的反应中，应先通入H2，排除空气，然后才能加热，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，故生成铜的质量小。(2)甲方案中
13、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。答案(1)B(2)甲同学的方案产物中可能混有铁并且没有洗涤过量稀硫酸过滤、洗涤、烘干16金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S2H2SO45O2=4CuSO42H2O，该反应的还原剂是_。当1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为_mol。(3)以铝土矿(主要成分氧化铝)、盐酸、氨水为主要原料制备金属铝，反应原理如下：Al2O3
14、6HCl=2AlCl33H2O，AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl，2Al(OH)3Al2O33H2O，_(完成该反应)，并指出该反应中生成标准状况下6.72 L氧气，冶炼出铝的物质的量是_mol，利用冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应，写出该反应的化学方程式_。解析(1)Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，所以1 mol O2得到4 mol e，还原剂失去4 mol e。(3)据给出的反应可知最后一步是电解熔融的氧化铝制取金属铝，化学方程式是2Al2O3(熔融)4Al3O2，该反
15、应中生成标准状况下6.72 L氧气，即氧气是6.72 L22.4 L/mol0.3 mol，故冶炼出铝的物质的量是0.3 mol430.4 mol，冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应的化学方程式是2AlFe2O32FeAl2O3。答案(1)bd (2)Cu2S4(3)2Al2O3(熔融)4Al3O20.42AlFe2O32FeAl2O3拓展拔高17工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，其中Ti化合价为4价)制取TiO2，其主要流程如下：Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是_；向甲溶液中加入铁的目的是_。.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2
16、为原料来制取，其主要工艺流程如下：试回答下列问题：(1)已知反应通常在800900 的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，其中当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为_ mol。(2)反应通常在800 的条件下进行，通入氩气的目的是_；分离反应的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？_(简述操作过程)。(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是_。解析.氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式是Fe2O36H=2Fe33H2O；因为最终得到绿矾，所以应将铁离子还原为亚铁离子，加入甲物质的目的是把铁离子还原为亚铁离子。.(1)反应的反应物为TiO2、C、
17、Cl2，结合流程图知有TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO，所以反应的化学方程式为TiO22C2Cl2TiCl42CO，在反应中碳被Cl2氧化，当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂(C)的物质的量为1 mol。(2)反应中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气氧化，所以通入氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化；此法制得的金属钛中含有少量金属镁，结合镁和钛(题中信息：钛耐腐蚀)性质可知，可采用盐酸或硫酸酸洗镁和钛的混合物即可除去Mg。(3)由流程图知，可循环使用的物质为Cl2、Mg以及海绵钛除杂时生成的MgCl2等。答案.Fe2O36H=2Fe33H2O将Fe3转化为Fe2.(1)1(2)氩气作保护气，防止镁、钛被氧化将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得纯净的钛(3)Cl2、Mg和MgCl2
