高中化学 4-1-1金属矿物的开发利用课时达标作业 新人教版必修2

【成才之路】-学年高中化学4-1-1金属矿物的开发利用课时达标作业新人教版必修2一、选择题1．(·泰州高一检测)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，则下列能冶炼出金属锂的方法是()A．电解法 B．热还原性C．热分解性 D．铝热法答案：A点拨：可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来推断，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即用电解法冶炼。2．(·经典习题选萃)下列说法正确的是()A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析：本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up17(高温))2Fe＋Al2O3，A项对；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应该用电解熔融Al2O3的方法制取，C项错；D项对。答案：AD点拨：金属冶炼方法的选择要综合考虑金属的活动顺序、生产成本等因素。3．在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()A．Na、Ba、K、Al B．Na、K、Zn、FeC．Zn、Fe、Cu、Ag D．Mg、Al、Zn、Fe答案：A点拨：在金属活动性顺序表中，Zn、Cu之间的金属一般采用化学还原剂制得。而K－Al等活泼性金属一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。4．下列叙述错误的是()A．炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿中还原出来B．活泼金属Na用电解法冶炼C．汞的冶炼只能用还原剂法D．铝的冶炼一般用还原剂法答案：CD点拨：活泼金属K、Na、Ca、Al用电解法冶炼，故D错；多数金属的冶炼用热还原法如Fe、W、Cr等；有些不活泼金属用热分解法就可制得如Hg、Ag等，故C错。5．均能使氧化铁还原成铁的一组物质是()A．CO、O2、H2 B．CO、H2、CC．CO2、H2O、O2 D．CO2、C、O2答案：B点拨：在金属的冶炼中，热还原法主要是CO、H2、活泼金属三种还原剂，C也可以作还原剂，自身被氧化为CO2。6．(·经典习题选萃)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．金属的活动性大小答案：D点拨：从题给图示可以归纳出金属性越不活泼的金属(如铜)越早被开发利用，故选D。7．用铝热反应冶炼出的金属的状态是()A．固态 B．气态C．液态 D．三种状态都有可能答案：C点拨：铝热反应放出大量热，使冶炼出的金属呈液态。8．下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A．加热Al2O3B．加热CaCO3C．电解熔融NaClD．氯化钠与铝粉高温共热答案：C点拨：A加热Al2O3不分解；B加热CaCO3得到CaO，D不反应，Al粉只能还原比自己更不活泼的金属。9．热还原法冶炼金属的反应一定是()A．氧化还原反应 B．置换反应C．复分解反应 D．分解反应答案：A点拨：热还原法是用还原剂将金属氧化物还原为金属单质，一定会涉及到化合价的变化，所以一定是氧化还原反应。10．把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是()A．3:4 B．4:3C．3:8 D．8:3答案：A点拨：本题主要考查方程式的书写。8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up17(高温))9Fe＋4Al2O3，根据第一份在高温下恰好完全反应，产生的Fe与原来的铝物质的量之比为9:8，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，所以二者产生的气体之比为3:4。二、非选择题11．(·经典习题选萃)铝热剂并不单指Fe2O3与铝粉的混合物，实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。如铝粉与Fe3O4、V2O5或MnO2等均可发生铝热反应。(1)写出上述铝热反应的化学方程式：①____________________________________________________；②____________________________________________________；③____________________________________________________。(2)据上述反应可总结出铝热反应的特点：①铝热反应实际上属于四大基本反应类型中的________，其中铝表现了其__________性，作______剂；②铝热反应常用于冶炼金属性比铝__________(填“强”或“弱”)的金属。答案：(1)①8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up17(高温))4Al2O3＋9Fe②10Al＋3V2O5eq\o(=,\s\up17(高温))5Al2O3＋6V③4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up17(高温))2Al2O3＋3Mn(2)①置换反应还原还原②弱点拨：铝热反应的实质是在较高温度下，用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对弱的金属从其氧化物中还原出来。12．金属活动性顺序中，Mn、Cr、Co应该排在H的前面，Al的后面。已知金属Mn、Cr、Co熔点较高，它们可分别由对应的氧化物MnO2、Co3O4和Cr2O3为原料冶炼。则：(1)应选择的还原剂是______________(写化学式)。(2)写出有关的化学反应方程式：①____________________________________________________；②____________________________________________________；③____________________________________________________。答案：(1)Al(2)①3MnO2＋4Aleq\o(=,\s\up17(高温))3Mn＋2Al2O3②3Co3O4＋8Aleq\o(=,\s\up17(高温))9Co＋4Al2O3③Cr2O3＋2Aleq\o(=,\s\up17(高温))2Cr＋Al2O313．(·试题调研)冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原②以较活泼金属Na、Mg等还原③利用铝热反应原理用Al还原④电解法⑤热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________________________________________________________________________。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________________________________________________________________________。(3)Hg、Ag等不活泼金属________________________________________________________________________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________________________________________________________________________。(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是________________________________________________________________________。答案：(1)①(2)④(3)⑤(4)③(5)②14．某地产孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式：______________________________________________________。(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式制取金属铜。供选择的试剂有：①木炭，②铁屑，③生石灰，④稀硫酸，不得另选其他试剂，写出反应的化学方程式。A．湿法冶炼______________、______________(可不填满、也可补充，下同)。B．高温冶炼：__________________________________________、______________________________________________________。答案：(1)Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up17(高温))2CuO＋H2O＋CO2↑(2)A：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2OFe＋CuSO4=FeSO4＋CuB：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up17(高温))2Cu＋CO2↑(或C＋CuOeq\o(=,\s\up17(高温))Cu＋CO↑)15．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉冶铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式：______________________________________________________。(2)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：______________________________________________________。(3)试写出焦炭在高炉高温环境下参与反应，最终生成一种还原性气体的化学方程式：______________________________________________________。答案：(1)Fe3O4(2)Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up17(高温))2Fe＋3CO2(或Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up17(高温))2Fe＋3CO)(3)C＋O2eq\o(=,\s\up17(高温))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高温))2CO16．(·经典习题选萃)钛(Ti)是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小，熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2)，再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：①FeTiO3＋2H2SO4=TiOSO4＋FeSO4＋2H2O②TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4③H2TiO3eq\o(=,\s\up17(△))TiO2＋H2O④TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(△))TiCl4↑＋2CO↑⑤TiCl4＋2Mg=2MgCl2＋Ti(1)针对以上五个化学反应，下列叙述错误的是()A．反应①是非氧化还原反应B．反应②生成两种酸C．反应④中的TiO2是氧化剂D．反应⑤表现了金属镁比金属钛还原性强(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是________(填写代号)。A．钛是像金、铂一样不活泼的金属B．金属钛的表面易形成致密的氧化膜C．钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应答案：(1)C(2)B点拨：(1)在反应①中没有化合价的变化，反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应④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⑤，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，很容易选择B。铝的冶炼史1825年，丹麦的奥斯特分离出少量的纯铝。1827年，德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了铝。但是钾太昂贵了，所以不允许大规模地生产铝。又过了27年，法国化学家德维尔用金属钠与无水氯化铝一起加热而获得闪着金属光泽的小铝球。因此在19世纪，铝是一种珍贵的金属，它的价格同黄金相当。1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次，他听一位教授(这位教授正是维勒的学生)说：“不管谁能发明一种低成本的炼铝法，都会出人头地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法，才能使铝被普遍应用。霍尔在自己家里的柴房中办一个家庭实验室，经过两年的不断探索终于在1886年2月的一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上，后来