高中化学苏教版从矿物到基础材料 训练26

训练26从自然界获取铁和铜训练目标了解铁的冶炼原理，金属的冶炼方法。(10分钟)1．下列不属于铁矿石的是()A．赤铁矿B．磁铁矿C．褐铁矿D．方解石答案：D解析：方解石的主要成分是CaCO3。2．孔雀石的主要成分是()A．Fe2O3B．CuC．CuCO3D．CuCO3·Cu(OH)2答案：D3．下列关于高炉炼铁的说法正确的是()A．焦炭和CO都作还原剂B．采用富氧空气可以得到纯铁C．加入石灰石的主要目的是得到CO2D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铜矿答案：A解析：A项，高炉炼铁过程中，焦炭燃烧生成CO2，CO2再和焦炭反应生成CO，CO还原铁的氧化物，在反应中焦炭和CO都作还原剂，A项正确；B项，采用富氧空气也不能得到纯铁，B项错误；C项，加入石灰石的主要目的是使铁矿石中的二氧化硅等转化为炉渣，C项错误；D项，黄铜矿中铁的含量较低，一般不用于冶炼生铁，D项错误。4．冶炼金属一般有如下四种方法：①焦炭法；②水煤气(主要成分为氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)利用光卤石炼镁。下列对它们的冶炼方法的分析不正确的是()A．(Ⅰ)利用的是①B．(Ⅱ)利用的是②C．(Ⅲ)利用的是③D．(Ⅳ)利用的是④答案：B解析：A项，(Ⅰ)发生反应Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑，利用的是①，A项正确；B项，(Ⅱ)发生反应Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，利用的是③，B项不正确；C项，(Ⅲ)发生反应2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr，利用的是③，C项正确；D项，(Ⅳ)为先从光卤石中提取MgCl2，再发生反应MgCl2eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑，利用的是④，D项正确。5．现代炼铁的主要方法是高炉炼铁，高炉炼铁的原料除铁矿石外，还有焦炭和石灰石。请回答下列问题：(1)纯净的Fe2O3可用作野外焊接钢轨的原料，其反应原理为________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。(2)高炉炼铁中焦炭的作用是___________________________________________。(3)高炉炼铁的尾气中含有的主要气态污染物是________，若直接排放会污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途：________________________________________________________________________。答案：(1)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe(2)提供热量，产生还原剂CO(3)CO作燃料(或作还原剂)解析：(1)野外焊接钢轨利用的是Fe2O3与铝的反应。(2)焦炭在炼铁过程中既可以通过反应提供热量，同时生成的CO还可作还原剂还原出铁矿石中的铁。(3)高炉炼铁的尾气的主要成分有CO、CO2，其主要气态污染物是有毒的CO，CO可用作燃料或还原剂等。6．某地出产的孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。(1)试写出该孔雀石在加热条件下分解的化学方程式：____________________。(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料，分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方法制取金属铜。供选择的试剂有木炭、铁屑、生石灰、稀硫酸，不得另选其他试剂。写出两种方法制取金属铜的化学方程式。①湿法冶炼：____________、____________(可不填满，也可补充，下同)。②高温冶炼：____________________。答案：(1)Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑(2)①CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2OFe＋CuSO4=FeSO4＋Cu②2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑(35分钟)一、选择题(单选)1．下列金属通常采用还原法冶炼的是()A．NaB．AlC．FeD．Ag答案：C解析：A项，Na为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融NaCl的方法冶炼，A项错误；B项，Al为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融Al2O3的方法冶炼，B项错误；C项，Fe是处于金属活动性顺序表中间位置的金属，通常用还原剂(C、CO等)将其从化合物中还原出来，C项正确；D项，Ag为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法得到其单质，D项错误。2．铜的冶炼过程大致可分为①富集，将硫化物矿进行浮选；②焙烧，主要反应为2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up7(高温))Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；③制粗铜，在1200℃下发生的主要反应为2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑；④电解精炼铜。下列说法不正确的是()A．上述过程中产生的尾气回收后可用来制硫酸B．上述过程中，由6molCuFeS2制取6molCu时共消耗15molO2C．在反应2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑中，只有Cu2O作氧化剂D．在反应2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑中，Cu2S既是氧化剂又是还原剂答案：C解析：A项，在铜的冶炼过程中，②焙烧、③制粗铜的过程都有二氧化硫生成，二氧化硫是制取硫酸的原料，所以冶炼过程中产生的尾气可用来制硫酸，故A项正确。B项，冶炼过程的总反应方程式为6CuFeS2＋15O2=6Cu＋12SO2＋6FeO(反应条件略去)，由6molCuFeS2制取6molCu时共消耗15molO2，故B项正确。在反应2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑中，Cu的化合价由＋1降低为0，S的化合价由－2升高为＋4，Cu2O只作氧化剂，Cu2S既是氧化剂又是还原剂，故C项错误，D项正确。3．下列金属冶炼的反应原理，错误的是()A．2NaCleq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高温))2Al＋3H2OC．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2D．ZnO＋COeq\o(=,\s\up7(高温))Zn＋CO2答案：B解析：Al是活泼金属，冶炼用电解法，2Al2O3eq\o(=,\s\up7(通电))4Al＋3O2↑。4．人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间先后顺序是()A．铜、铁、铝、钛B．铁、铝、铜、钛C．铜、铁、钛、铝D．铁、铜、铝、钛答案：A解析：这是金属冶炼知识在具体生活中的应用，应根据金属的存在、含量、金属活动性及金属冶炼的难易等知识进行合理的分析与推断。金属越不活泼，发现越早，金属越活泼，得到这些金属单质越难，发现越迟。铝和钛相比，钛在地壳中含量较少，钛的大量生产和使用只是近些年才引起重视。5．高炉炼铁的反应方程式是Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，当有560g铁生成时，电子转移了()A．90molB．60molC．30molD．20mol答案：C解析：n(Fe)＝10mol，n(e－)＝10×3mol＝30mol。6．下列情况能通过置换反应得铁的是()A．铜与氯化亚铁溶液常温下混合B．一氧化碳通过灼热的三氧化二铁C．氢气通入硫酸亚铁溶液D．铝和四氧化三铁混合加热至高温答案：D7．西汉时期发现、宋朝初期应用于生产的湿法冶金术的反应原理是()A．CuO＋H2=Cu＋H2OB．CuO＋CO=Cu＋CO2C．Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuD．2Cu2O＋Cu2S=6Cu＋SO2答案：C8．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制得的金属是()A．FeB．CuC．AgD．Hg答案：B9．高炉炼铁中将铁矿石还原成单质铁的主要还原剂是()A．CaCO3B．CC．SiO2D．CO答案：D10．联合国卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向全世界推广。其主要原因是()A．价格便宜，不易生锈B．铁锅含有碳元素C．烹调的食物中留有人体需要的铁元素D．传热慢，保温性能好答案：C二、非选择题11．(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的离子方程式：____________________________________。(2)高温冶炼铜的原料是________，这种方法冶炼得到的铜含有杂质铁、锌、________和________等，要达到电气工业生产用铜的要求，还必须经过________精炼。(3)生物炼铜的关键是利用某些具有特殊本领的________，把不溶性的硫化铜________为可溶性的________。生物炼铜的四大优点是：①________________；②________________；③________________；④________________。(4)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：_______________________________。(5)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么常用铜而不用铁制造货币：________________________________________。(铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是答案：(1)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(2)黄铜矿银金电解(3)细菌氧化硫酸铜成本低污染少反应条件简单品位很低的矿石也可以被利用(4)Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋3H2O＋CO2↑或Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4=2CuSO4＋3H2O＋CO2↑(5)铜的化学性质比铁稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比铁低，容易铸造成型12．冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④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：灼烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁(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)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。答案：(1)①③③④(2)①3C＋2Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑②3H2