2018_2019学年高中化学课时作业184.1.1金属矿物的开发利用（含解析）新人教版必修2.docx

课时作业18金属矿物的开发利用一、选择题1下列金属：铁镁锰钒铬，可用铝热法制备的有()ABC D【解析】铝热法冶炼金属是利用了Al的还原性及反应过程中放出大量的热，可用于金属活动性比Al弱的金属的冶炼，题给五种金属中只有Mg的活动性比Al强，不能用铝热法制备。【答案】C2下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是()A2HgO2HgO2B4Al3MnO22Al2O33MnC2MgO2MgO2D4COFe3O43Fe4CO2【解析】A项，Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将Hg从其化合物中还原出来，正确；B项，Mn、W等高熔点金属可利用铝热法冶炼，正确；C项，Mg为活泼金属，MgO在加热条件下难以分解，通常采用电解熔融MgCl2的方法冶炼，错误；D项，Fe处于金属活动性顺序表中的中间位置，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将Fe从其化合物中还原出来，正确。【答案】C3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】D4金属锂是密度最小的金属，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，则下列能治炼出金属锂的方法是()A电解法 B热还原法C热分解法 D铝热法【解析】锂的金属性介于钠、镁之间，应该与Na、Mg的冶炼方法相同。【答案】A5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】K、Na的活泼性相近，要从上述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气化。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】C6用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是()AMnO2 BCr2O3CWO3 DCuO【解析】制备1 mol金属，根据氧化还原反应中得失电子数相等的原理，金属离子得电子数越多，需要铝的质量越大。而生成1 mol金属，该金属在化合物中化合价越高，则消耗铝越多；反之则越少。在这四种化合物中只有D项中Cu的化合价最低，故选D。【答案】D7下列说法错误的是()A对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用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、氢气和活泼金属等【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】C8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：2222，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】C9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【解析】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，反应中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。【答案】C二、非选择题10(1)Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式为_，该反应中氧化剂是_，还原剂是_。(2)工业上电解冶炼铝的化学方程式为_。若电路中通过1 mol电子，可以得到Al_ g。【答案】(1)8Al3Fe3O44Al2O39FeFe3O4Al(2)2Al2O3(熔融)4Al3O2911冶炼金属一般有下列方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：_；_；_；_。【答案】(1)(2)3C2Fe2O34Fe3CO23H2WO3W3H2O3MnO24Al3Mn2Al2O32NaCl(熔融)2NaCl212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)3COFe2O3Fe3CO2(3)验纯爆鸣爆炸不能点燃13铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物。某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验，实验装置如图所示。(1)取磁性氧化铁按图所示装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是_。取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变为血红色。出现这种现象，一方面可能因为“铁块”中混有没反应的磁性氧化铁，另一方面可能因为_。(2)请写出此铝热反应的化学方程式：_，1 mol Al参与反应，转移的电子数为_。(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。(4)除了磁性氧化铁可做铝热反应实验，下列试剂也可以发生铝热反应的是_(填字母，双选)。ACuO BNa2O2CMnO2 DMgO【解析】(1)铝热反应的引发：铝热剂上铺KClO3，插镁条并将其点燃，利用金属镁燃烧产生的大量的热来引发实验。取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变为血红色，证明存在Fe3，原因可能是金属中混有没反应的磁性氧化铁或是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中，表面被空气氧化为Fe3O4。(2)Al和Fe3O4发生铝热反应的化学方程式为8Al3Fe3O44Al2O39Fe，每8 mol Al参与反应，转移电子24 mol，所以1 mol Al参与反应，转移的电子数为3NA。(3)Fe和NaOH溶液不反应，但Al可以和NaOH溶液反应产生H2，因此证明上述所得的“铁块”中含有金属铝，可以向混合物中加入NaOH溶液，看是否产生气体，若有气体产生，则“铁块”中含有金属铝，反之则没有。(4)铝热反应适用于高熔点金属的冶炼：如铁、铜、铬、锰等，这些金属的活泼性比金属铝的弱，所以Na2O2和MgO都不适合，CuO、MnO2适合。【答案】(1)在铝热剂上铺KClO3，插镁条并将其点燃生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中，表面被空气氧化为Fe3O4(2)8Al3Fe3O49Fe4Al2O33NA(或3 mol)(3)NaOH溶液2Al2OH2H2O=2AlO3H2(4)AC14从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝通常有两种工艺，如图所示。因向铝土矿中加入NaOH时形成的赤泥(残渣)中常含有铝硅酸钠，故流程乙常处理SiO2含量小于8%的铝土矿，若SiO2含量较高则可采用流程甲来处理。请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_。(3)流程甲滤液D中通入过量CO2反应的化学方程式为_。(4)“通入过量CO2”能否改用盐酸_(填“能”或“不能”)，原因是_。(5)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶质的一种用途_。【解析】(1)流程甲加入盐酸后，铝土矿中的Al2O3、Fe2O3、MgO能和盐酸反应，Al2O3和盐酸反应生成AlC13和H2O，生成Al3的离子方程式为Al2O36H=2Al33H2O。(2)流程乙加入NaOH后，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和NaOH反应，其中SiO2与NaOH反应的离子方程式为SiO22OH=SiOH2O。(3)流程甲加入盐酸后，铝土矿中的Al2O3、Fe2O3、MgO能和盐酸反应，所得的滤液B有AlCl3、FeCl3、MgCl2以及过量的盐酸，向其中加过量的烧碱，所得滤液D的主要成分为NaAlO2，通入过量CO2反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3。(4)NaAlO2和过量的盐酸反应生成AlCl3、