4.1.1 金属矿物的开发利用

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1.(2013湖北黄石高一检测)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CuSO4解析: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,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。答案:D2.(2013河北衡水高一检测)在冶金工业上,均不能用通常的化学还原剂制得的一组是()A.Na、Ca、Mg、Al、K来源:B.Na、K、Zn、Fe、HgC.Zn、Fe、Cu、Ag、SnD.Mg、Al、Zn、Fe、Pb解析:A项中的金属均为活泼金属,通常用电解法冶炼。答案:A3.(2013山东临沂高一检测)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()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,是化学过程。答案:C4.下列化工原理生产中错误的是()可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝工业上用电解氯化镁的方法制取金属镁A.B.C.D.解析:工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠;若将钠加入到氯化镁溶液中,发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2,MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaCl,所以不能冶炼金属镁;氯化铝属于共价化合物,因此不能用氯化铝作原料,通过电解的方法得到金属铝;由于MgO、MgCl2均为离子化合物且熔点:MgCl2MgO,所以工业上一般以MgCl2为原料通过电解的方法冶炼金属镁。答案:A5.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,之所以有先后,主要取决于()A.金属的化合价高低B.金属的活动性强弱来源:C.金属的导电性强弱D.金属在地壳中的含量多少解析:金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。答案:B6.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、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。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为,该反应的还原剂是。来源: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)写出此反应的化学方程式:;(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤:。解析:常温时钛不与非金属、强酸反应;红热时钛可与常见非金属单质反应。可类比一般不活泼金属氧化物,选用碳作还原剂制得金属,金属再与Cl2生成氯化物。两反应合并的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(1)Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合,分离时用强酸,因钛不与强酸反应,所以可将上述产物溶于过量的盐酸中,然后过滤、洗涤,即可得到纯净的钛。答案:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤、洗涤,即可得到纯净的钛7.黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是(填元素符号)。来源:(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是(填序号)。a.高空排放b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3d.用浓硫酸吸收(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:用稀盐酸浸取炉渣,过滤。滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。根据以上信息回答下列问题:a.除去Al3+的离子方程式是。b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂为。证明炉渣中含有FeO的实验现象为。解析:(1)分析化学方程式中各元素化合价可知:Cu由+2价0价,O由0价-2价,铜元素、氧元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境,不能排入空气中。浓硫酸不能吸收二氧化硫,也不能消耗二氧化硫。二氧化硫可以“变废为宝”制硫酸,也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。(3)Al3+与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液,而Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,过滤,将Al3+除去。反应的离子方程式为A+4OH-Al+2H2O。若要证明炉渣中含有FeO需要首先将其溶解,生成可溶性的亚铁盐,结合试剂分析可