1、第四章 化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用一、选择题(本题共6个小题，每小题5分，共计30分，14小题只有一个选项符合题意，5、6两个小题有两个选项符合题意)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。答案C2下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是()。A活动性强的金属
2、 B活动性弱的金属C人类较早使用的金属 D明代作货币的金属解析金属活动性强的金属如Na、K、Mg、Ca等，一般用电解熔融盐的方法冶炼。答案A3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 BWO3 CCr2O3 DCo3O4解析用铝热法还原金属氧化物时，Al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单质，显然，在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需获得的电子就越多，消耗铝也越多；金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(4)、W(6)、Cr(3)、Co(8/3)，Co耗铝最少。答案D4我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出
3、来的金属是()。AFe BCu CAg DHg解析铜的盐溶液与铁等较活泼的金属可发生置换反应。答案B5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CuOC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；CuO和Al2O3加热难以分解；D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。答案AB6铝用来焊接钢轨是利用()。A铝同氧气反应生成稳定的保护层B铝是强还原剂C铝热反应放出大量热D铝合金强度大解析铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成了氧化铝和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。答案BC二、
4、填空题(本题共2个小题，共计20分)7(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素， 金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：_。(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：_。(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应_，直到无_现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生_现象，未反应完全的CO_(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做_处理。解析(1)在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应CO2CO2，再发生反应：CO2C2CO，用CO还原Fe2O3，接触更充分，效果更好。(3)加热Fe2O3之前应先检验CO的
5、纯度，否则会发生爆炸，由于CO有毒，故未完全反应的CO应点燃，以防污染环境。答案(1)CO2CO2，CCO22CO(2)3COFe2O32Fe3CO2(3)验纯爆鸣爆炸不能点燃8(10分)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
6、两种酸C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金属钛的表面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
7、(1)C(2)B一、选择题(本题共4个小题，每小题5分，共计20分，13小题只有一个选项符合题意，4小题有两个选项符合题意)1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，即电解法。答案A2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
8、的，故无需加热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D3在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()。ANa，Mg，Al BNa，K，Zn，FeCZn，Fe，Cu，Ag DMg，Al，Zn，Fe解析根据金属的活动性顺序有下列冶炼方法：从KAl，用电解法；ZnCu用还原剂(如H2，CO等)还原法；Hg和Ag用加热分解法2HgO2HgO2。答案A4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
9、分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为2MoS27O22MoO34SO2MoO32NH3H2O=(NH4)2MoO4H2O(NH4)2MoO42HCl=H2MoO42NH4ClH2MoO4MoO3H2O用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是()。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是一种弱酸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
10、；C项，根据反应H2MoO4是一种不溶性酸，故H2MoO4是弱酸；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、2 mol和3 mol，还原等量的MoO3，故转移电子相同，此时n(H2)n(CO)n(Al)332。答案CD二、填空题(本题共3个小题，共计30分)5(10分)如图所示：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和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间插一根镁条
11、，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题：(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(填写在横线上)：_。镁条剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；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。(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：_；蒸发皿盛沙：_；镁条：_；氯酸钾：_。解析(1)铝热反应为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。(3)铝热反应实验中为使熔融物易落下通
12、常在内层纸漏斗底部剪一个孔；为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；反应中镁条引起氯酸钾分解；氯酸钾引发铝热反应。答案(1)2AlFe2O32FeAl2O3Fe2O3Al铝热(2)(3)使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引起氯酸钾分解引发铝热反应6(8分)钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下，钛不和非金属、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称金红石(TiO2)目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、碳粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式是_，该反应的还原剂是_。
13、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)此反应的化学方程式是_。(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤_。解析化学方程式的书写可直接根据题中所给出的条件和反应物、生成物来写。提取金属钛时，结合题目所给信息，常温下钛不和强酸反应，但镁能溶解，从而选择盐酸提纯。答案第一步：TiO22C2Cl2TiCl42CO碳粉第二步：(1)TiCl42MgTi2MgCl2(2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得金属钛7(12分)实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，实验所提供
14、的各种仪器和药品如下：(1)实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)。混合气体_，_接(F)，(E)接_，_接_，_接_。(2)在装置乙中发生反应的化学方程式是_。(3)在装置甲中发生反应的化学方程式是_。(4)丙装置中澄清石灰水的作用是_。(5)经定量测定，0.4 g FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75 g白色沉淀，则FexOy中x值是_，y值是_。(6)实验过程中，能说明CO能够还原FexOy的实验现象是_。能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是_。解析据实验目的，分析每个装置的作用，然后连接；x、y值的计算依据C守恒关系COCO2CaCO3n(CaCO3)n(CO)7.5103molFexOy中氧的质量为44 gmol17.5103mol28 gmol17.5103mol0.12 gn(Fe)0.005 mol，n(O)0.007 5 mol，答案(1)DCABHGI(2)2NaOHCO2=Na2CO3H2O(3)FexOyyCOxFeyCO2(4)检验CO2是否除净(5)23(6)固体粉末从红色变黑色丁中澄清石灰水变浑浊