2022-2023学年人教版必修第二册 第八章 第一节 第1课时金属矿物的开发利用 作业

PAGE8-第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用第1课时金属矿物的开发利用一、金属元素在自然界中存在的形态1.极少数的不活泼金属(如等)以游离态的形式存在。

2.绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。3.在地壳中,含量最高的金属元素是(填名称,下同),其次是。

二、金属冶炼原理与实质1.原理:将金属从其化合物中出来。

2.实质:化合物中金属电子被生成金属单质。

三、金属的冶炼方法1.加热分解法(写出化学方程式):(1)用HgO制Hg:。

(2)用Ag2O制Ag:。

2.电解法:适合冶炼的金属(一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属)。

(1)用MgCl2制Mg:。(写出化学方程式,下同)

(2)用Al2O3制Al:。

(3)用NaCl制Na:。

3.热还原法:用还原剂(等)还原金属氧化物,适合于金属活动性介于Zn~Cu之间的大多数金属的冶炼。

(1)高炉炼铁:CO还原Fe2O3的化学方程式为。

(2)铝热反应:Al还原Fe2O3的化学方程式为。

(3)钨的冶炼:H2还原WO3的化学方程式为。

(4)金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时,首先将其转化成后再还原,如:

2ZnS+3O2

2ZnO+C

四、金属矿物资源的开发和利用1.提高金属矿物的;

2.开发环保高效的金属冶炼方法;3.防止金属的腐蚀;4.使用其他材料代替金属材料;5.加强废旧金属的和。

1.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2.《五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是 ()A.生铁属于混合物B.生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工3.下列关于书中记载的相关说法正确的是 ()A.“以磁石磨针锋,则能指南”(《杂志一》)中磁石的主要材料为Fe2O3B.“用胶泥刻字,薄如钱唇”(《活板》)中的胶泥的主要成分为Al2O3、SiO2、CaO,均属于金属氧化物C.“凡铁分生熟,出炉未炒则生,既炒则熟”(《天工开物》)中的“炒”为氧化除碳过程D.“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”(《器用》)中“剂钢”指的是铁的合金,其硬度比纯铁的大,熔点比纯铁的高4.下列关于钙、钠、铜的冶炼方法正确的是 ()A.电解法、热分解法、热还原法B.电解法、电解法、热还原法C.热还原法、热分解法、热还原法D.电解法、电解法、热分解法5.铝热反应的实验装置如图所示。下列有关铝热反应的说法不正确的是 ()A.铝热反应是放热反应B.利用铝热反应可冶炼某些高熔点金属C.该实验的现象为火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出D.可利用氧化镁和铝粉的混合物反应制取金属镁6.火法炼铜的原理:Cu2S+O22Cu+SO2。下列说法不正确的是 ()A.O2在该反应中是氧化剂B.所得气体通入品红溶液,溶液褪色C.3.2gO2参与反应时,该反应中电子转移的总数约为4×6.02×1022D.所得气体经处理可作工业制硫酸的原料7.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。如钛金属可用于制造坦克装甲及人造髋关节。地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO2),已知常温下Ti不能与强酸反应。目前大规模生产钛的方法是:(1)第一步:金红石、碳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。

(2)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。写出此反应的化学方程式:。

(3)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤:。

8.下列说法正确的是 ()A.电解NaCl溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B.工业上可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼CuC.铝热反应可用于冶炼高熔点金属,如K、Ca、Cr、Mn等D.工业电解熔融态的Al2O3制Al时,加冰晶石的主要作用是提高Al的产量9.从石器时代到青铜器时代,再到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是 ()A.制铝:将Al(OH)3溶于盐酸中,电解AlCl3溶液可得铝B.制铜:“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”(《淮南万毕术》)的过程发生复分解反应C.制铜:用碳在高温下还原氧化铜D.制钠:高温分解NaCl制备Na10.波义耳在《怀疑的化学家》一书中说:“在火的单独作用下,玻璃容器中的水银会丧失其原有的银色,变成一种红色物质;而无须使用任何附加试剂,用这种红色物质也可以得到汞。”该过程可表示为“2Hg+O22HgO”。下列说法错误的是 ()A.波义耳所描述的变化属于氧化还原反应B.此反应可粗略测定空气中氧气的含量C.波义耳所描述的变化是一个可逆的化学反应D.用热分解法可由氧化汞制得单质汞11.铅的冶炼大致过程如下:①富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;②焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;③制粗铅:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是 ()A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.将1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳C.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbOD.整个冶炼过程中,制取1molPb共转移2mol电子12.Ti具备优良的抗腐蚀性,被称为未来金属,工业上可以采用镁热还原法(高温)制备,工艺流程如图。[已知:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑]下列说法错误的是 ()A.镁热还原的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2B.整个工艺流程中,Cl元素化合价始终不变C.Ti和Mg高温下化学性质非常活泼,镁热还原需在惰性气体中进行D.Mg的循环使用可以提高原料利用率,降低成本13.铁是应用最广泛的金属,自远古时代人类就学会了炼铁,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如图:(1)写出得到单质铁的化学方程式:。

(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质铁:。

(3)装置末端气球的作用为。

实验结束时,应该先停止加热还是先停止通入CO,并说明原因

。

第1课时金属矿物的开发利用必备知识落实一、1.金、铂3.铝铁二、1.还原2.得到还原三、1.(1)2HgO2Hg+O2↑(2)2Ag2O4Ag+O2↑2.非常活泼(1)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(2)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑3.C、CO、H2、Al(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(3)WO3+3H2W+3H2O(4)氧化物2ZnO+2SO22Zn+CO2↑四、1.利用率5.回收再利用知能素养进阶1.D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。2.C生铁为合金,其中含有铁和碳,属于混合物,A正确;熟铁比生铁质地更软,且延展性好,生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差,B正确;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C错误;该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢,都是利用空气中氧气氧化C元素,其原理基本相同,D正确。3.C磁石的主要材料是Fe3O4,故A错误;SiO2是非金属氧化物,故B错误;生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,为降低含碳量,可以通过“炒”制,将碳元素氧化除去,故C正确;“剂钢”指的是铁的合金,其硬度比纯铁的大,熔点比纯铁的低,故D错误。4.B钙、钠是特别活泼的金属,应该采用电解的方法冶炼;铜是比较活泼的金属,采用热还原法来冶炼。5.D铝热反应为放热反应,反应放出大量的热能使生成的铁熔化,A正确;铝的还原性强,且铝热反应放出大量的热,故可通过铝热反应冶炼某些高熔点金属,B正确;铝热反应剧烈,火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出,C正确;镁的活泼性强于铝,故不能用氧化镁和铝反应制取金属镁,D错误。6.CO2中O的化合价降低,是氧化剂,A项正确;SO2有漂白性,可使品红溶液褪色,B项正确;由化学方程式可知,反应O2得4个电子、Cu2S中的Cu得2个电子,即反应中转移的电子数为6,故3.2gO2(0.1mol)参与反应时,该反应中电子转移的总数约为6×6.02×1022,C项错误;反应所得气体为SO2,SO2催化氧化生成的SO3用浓硫酸吸收即得H2SO4,D项正确。7.【解析】(1)第一步:因为钛在常温时不与非金属、强酸反应,在红热时可与常见非金属单质反应,类比一般不活泼金属氧化物选用碳为还原剂制得金属,金属与Cl2生成氯化物。两反应合并的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(2)第二步:Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。(3)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:(1)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC(2)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(3)可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8.BA.钠性质活泼,应采用电解熔融氯化钠的方法制取钠,故A错误;B.工业上火法炼铜可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼Cu,故B正确;C.金属K、Ca还原性强于铝,所以无法通过铝热反应制取,故C错误;D.冰晶石是电解铝的助熔剂,可降低氧化铝熔化时所需的温度,故D错误。9.C工业上是采用电解熔融的氧化铝制备铝,而不是电解氯化铝溶液(电解此溶液得到的是氢氧化铝),A项错误;“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”,发生的反应是Fe+Cu2+Fe2++Cu,此为置换反应,B项错误;金属铜可以用热还原法进行冶炼,C项正确;高温下NaCl不分解,工业上采用电解熔融NaCl来制备金属钠,D项错误。10.C根据反应过程的方程式可知,Hg和O元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,A正确;根据2Hg+O22HgO,可粗略测定空气中氧气的含量,B正确;反应2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑的反应条件不同,不属于可逆反应,C错误;加热HgO可生成Hg,故D正确。11.B浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故A错误;将1molPbS冶炼成Pb的过程中,根据化学方程式得出,2PbS~2PbO~C~2Pb,1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5mol碳,即需要6g碳,故B正确;方铅矿焙烧反应2PbS+3O22PbO+2SO2中,PbS中S元素化合价升高,是还原剂,氧元素化合价降低,还原产物有PbO和SO2,故C错误;整个冶炼过程中,根据Pb原子守恒,1molPbS转化为1molPbO转移电子6mol,1molPbO转化为1molPb转移电子2mol,所以制取1molPb共转移8mol电子,故D错误。12.BA.镁热还原是高温下Mg与TiCl4反应生成Ti和MgCl2,化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,故A正确;B.电解熔融MgCl2时发生反应MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,该反应中Cl元素化合价从-1变为0,Cl元素化合价发生变化,故B错误;C.由于Ti和Mg高温下化学性质非常活泼,所以镁热还原需在惰性气体中进行,避免Ti和Mg被氧化,故C正确;D.由流程可知