金属矿物的开发利用(精准练习)练(人教版2019必修第二册)(解析版)

2021-2022学年高一化学同步学习高效学与练（精准练习）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1．（2021·河南·范县第一中学高一阶段练习）下列物质中，工业上常用电解法冶炼的是A．Fe B．Na C．Cu D．Ag【答案】B【解析】A．冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb等，采用热还原法，故A错误；B．冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得，Na通常采用电解熔融氯化钠的方法冶炼制备，故B正确；C．铜不活泼，不用电解法冶炼Cu，可用火法炼铜、湿法炼铜等，故C错误；D．Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，故D错误；答案选B。2．（2020·湖南永州·高一期末）下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝的方法相同的是A．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2B．2Ag2O4Ag+O2↑C．Fe+CuSO4=FeSO4+CuD．2NaC1(熔融)2Na+C12↑【答案】D【解析】工业上炼铝是利用电解熔融的氧化铝，据此分析。A．工业上炼铁是采用热还原法冶炼铁，与工业炼铝的原理不同，故A不符合题意；B．工业上用热分解法得到银，与工业炼铝的原理不同，故B不符合题意；C．属于湿法炼铜，铁与硫酸铜发生置换反应，与工业炼铝的原理不同，故C不符合题意；D．工业上用电解熔融氯化钠的方法得到钠，与工业炼铝的原理相同，故D符合题意；答案选D。3．（2022·黑龙江·哈九中高一期末）下列关于合金的说法中，正确的是A．合金的熔点一定比各成分金属的低B．在我国使用的最早的合金是钢C．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料D．稀土金属可以用作生产合金【答案】D【解析】A．合金的熔点一般比各成分金属的低，但是汞与其它金属形成合金时，熔点大于汞，A错误；B．在我国使用的最早的合金是铜合金，B错误；C．镁铝合金的密度小，C错误；D．稀土金属可以改善合金性能，用作生产合金，D正确；故选D。4．（2022·江苏省郑梁梅高级中学高一阶段练习）下列关于金属冶炼的说法正确的是A．电解饱和食盐水制取钠 B．热还原法制取汞、银C．利用铝热反应制取钒、铬、锰 D．利用热分解法制取铜【答案】C【解析】A．电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，得不到金属钠，可利用电解熔融氯化钠制取金属钠，A错误；B．利用热分解法制取汞、银，即加热氧化汞分解制取汞，加热氧化银分解制取银，B错误；C．铝是较活泼的金属，具有较强的还原性，可利用铝热反应制取钒、铬、锰，C正确；D．利用热还原法制取铜，即用一氧化碳或氢气还原氧化铜制取铜，D错误；答案选C。5．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是①Fe2O3和MnO2②MnO2和V2O5③Cr2O3和V2O5④Fe3O4和FeOA．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】D【解析】反应中铝元素化合价由0变为+3，9g铝参加反应失去=1mol电子，因此有金属氧化物得到1mol电子，对应的质量为18g；根据转移电子守恒可知：Fe2O3中Fe元素得到1mol电子，得到Fe单质的质量约为；MnO2中Mn元素得到1mol电子，得到Mn单质的质量约为；V2O5中V元素得到1mol电子，得到V单质的质量约为；Cr2O3中Cr元素得到1mol电子，得到Cr单质的质量约为；Fe3O4中Fe元素得到1mol电子，得到Fe单质的质量约为；FeO中Fe元素得到1mol电子，得到Fe单质的质量约为；①Fe2O3和MnO2和铝完全反应生成金属质量在18.7g～13.75g之间，故可能；②MnO2和V2O5和铝完全反应生成金属质量在10.2g～13.75g之间，故不可能；③Cr2O3和V2O5和铝完全反应生成金属质量在10.2g～16.3g之间，故不可能；④Fe3O4和FeO和铝完全反应生成金属质量在21g～28g之间，如果铝没有完全反应，则可能生成18g金属单质，故可能；综上所述①④满足题意，D正确；答案选D。6．（2020·江苏省西亭高级中学高一期中）下列金属冶炼过程中不涉及化学变化的是A．铝热反应 B．高炉炼铁 C．沙里淘金 D．湿法炼铜【答案】C【解析】A.铝与某些金属氧化物发生的置换反应称为铝热反应，例如2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，涉及化学变化；B.高炉炼铁的主要原理为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，涉及化学变化；C.沙里淘金，利用密度差把粗金块分离出来，属于物理变化，不涉及化学变化；D.湿法炼铜的原理为：，涉及化学变化；答案选C。7．下列金属的工业制法正确的是A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．炼铁：炼铁高炉中碳在高温下还原铁矿石中的铁C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠D．炼硅：用焦炭与二氧化硅在高温下反应生成粗硅和二氧化碳【答案】C【解析】A．工业上用金属钠置换出熔融氯化钛(TiCl4)中的钛。在氯化钛水溶液中钠会和水反应生成氢氧化钠和氢气，而不会置换出钛，A项错误；B．炼铁高炉中利用还原剂CO在高温条件下将铁矿石中的铁还原出来，B项错误；C．用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠，C项正确；D．高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，同时生成了一氧化碳，而不是二氧化碳，D项错误；答案选C。8．（2020·陕西·西安中学高一期末）下列化工生产原理错误的是（）①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热．A．②③ B．①③ C．①②③ D．②③④【答案】D【解析】①钠是活泼金属，可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠，①正确；②钠的化学性质非常活泼，将Na加入氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH，NaOH再和氯化镁发生复分解反应，将钠加入氯化镁饱和溶液中得不到Mg单质，工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg，②错误；③电解冶炼铝时，原料是氧化铝，因为氯化铝属于共价化合物，在熔融状态下以分子存在而不是离子，熔融状态下不导电，③错误；④虽然高炉炼铁的反应是放热的，但仍需加热反应才能发生，④错误。答案选D。9．（2020·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高一期中）高炉炼铁中发生的主要反应为：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，下列有关该反应的说法正确的是A．反应前后氧元素化合价发生变化 B．CO作还原剂C．Fe2O3发生氧化反应 D．CO被还原【答案】B【解析】A．由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2可知，氧元素化合价在反应前后均为-2价，化合价没有发生变化，故A错误；B．由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2可知，CO中的C元素的化合价由+2价失电子升高到+4价，被氧化发生氧化反应，则CO是还原剂，故B正确；C．由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2可知，氧化铁中铁元素化合价由+3价得电子降低到0价，被还原发生还原反应，故C错误；D．由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2可知，CO中的C元素的化合价由+2价失电子升高到+4价，被氧化发生氧化反应，故D错误；答案为B。10．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法正确的是A．冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其中焦炭的作用是氧化剂B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C．工业上Mg由电解熔融的MgO制取，Na由电解熔融的NaCl制取D．越活泼的金属越容易冶炼【答案】B【解析】A．炼铁时要用到焦炭，它有两个作用，生成还原剂CO，燃烧放热，维持炉温，则C元素化合价升高，失电子作还原剂，故A错误；B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素化合价由+2价变为0价，得电子化合价降低，Cu元素被还原，发生还原反应，故B正确；C．MgO的熔点高，电解MgO制取Mg消耗能源高，应电解熔融的氯化镁制取Mg，故C错误；D．越活泼金属对应的阳离子越难以得到电子被还原，难以冶炼，故D错误；答案为B。11．（2021·浙江·金华市方格外国语学校高一阶段练习）铝土矿主要成分为Al2O3，主要杂质为Fe2O3、SiO2，某实验小组设计了如图流程制备铝：下列说法不正确的是A．步骤①过滤得到的滤渣主要为SiO2B．步骤②的沉淀剂可以选用NaOH、氨水或Ca(OH)2，考虑成本，Ca(OH)2最合适C．步骤④加入冰晶石的目的是降低Al2O3熔融的温度，降低能耗D．该方案的缺陷在于未能很好的将Fe2O3杂质除去【答案】B【解析】铝土矿主要成分为Al2O3，主要杂质为Fe2O3、SiO2，加入盐酸，过滤，滤渣为二氧化硅，滤液中含有Al3+、Fe3+；将滤液加入弱碱，得到氢氧化铝，灼烧得到三氧化二铝，电解得到Al；A．二氧化硅不溶于HCl，故步骤①得到的滤渣为二氧化硅，A正确；B．步骤②的沉淀剂应选用弱碱，否则生成的氢氧化铝会溶于强碱，B错误；C．加入冰晶石可降低三氧化二铝熔融的温度，降低能耗，C正确；D．在步骤②时得到的沉淀有氢氧化铝和氢氧化铁，故灼烧会得到三氧化二铁，D正确；答案选B。12．（2021·广东潮州·高一期末）下列说法错误的是A．活泼金属钠的冶炼是通过电解其盐溶液制得B．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用C．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等【答案】A【解析】A．活泼金属钠的冶炼是通过电解熔融的NaCl制得。若电解盐溶液，由于H+放电能力比Na+强，不能发生产生H2，A错误；B．废旧金属进行回收、利用，可以节约大量矿产资源，同时也可以节省大量能量，也会减少对环境的污染，故对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用，B正确；C．根据金属提炼步骤分析，先要富集提高金属元素的含量，然后冶炼得到粗产品，最后再进行精炼，C正确；D．还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等常用作金属冶炼时的还原剂，D正确；故合理选项是A。13．（2022·江苏南京·高一期末）海洋中的水資源、化学资源和生物资源具有十分巨大的开发潜力。海水中O、H、Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、Sr、C、B、F等13种元素的总含量超过99%。以传统海水制盐工业为基础可制取镁、钾、溴及其它化工产品。工业冶炼金属钾的反应为。下列有关说法不正确的A．单质的沸点：Na＞KB．元素的金属性：Na＞KC．单质与水反应的剧烈程度：K＞NaD．最高价氧化物对应的水化物的碱性：KOH＞NaOH【答案】B【解析】A．在850℃时Na是液态，K是气态，说明物质的沸点：Na＞K，利用K的沸点低于，反应中变成气态从而使反应发生，A正确；B．K、Na是同一主族元素，原子核外电子层数越多，最外层电子受到原子核吸引力就越小，越容易失去电子，该元素的金属性就越强，所以元素的金属性：Na＞K，但该反应中用Na制取K与物质的金属性强弱无关，是利用物质沸点的高低。该反应属于金属置换反应，但不符合金属活动性顺序中活动性强的置换活动性弱的规律，是一个特例，B错误；C．元素的金属性越强，其单质与水发生置换反应就越容易进行。根据选项B分析可知元素的金属性：Na＞K，所以单质与水反应剧烈程度：K＞Na，C正确；D．元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强。元素的金属性：K＞Na，所以碱性：KOH＞NaOH，D正确；故合理选项是B。14．（2021·陕西·延安市第一中学高一阶段练习）下列有关金属的说法中，正确的是A．Al是地壳中含量最高的元素B．Fe是现代工业的基础，铝热法冶炼Fe工艺简单，可以大规模推广C．纯Cu多应用于电气工业，Cu元素在自然界都是以化合态形式存在D．Na常应用于制高压钠灯、Na-K合金做原子反应堆的导热剂等【答案】D【解析】A．地壳中元素的含量为O＞Si＞Al＞Fe等，则Al是地壳中含量最高的金属元素，Ａ不正确；B．铝的价格比铁高，所以虽然铝热法冶炼Fe工艺简单，但不可以大规模推广，Ｂ不正确；C．Cu的性质不活泼，Cu元素在自然界既能以游离态形式存在，又能以化合态形式存在，C不正确；D．钠的黄色光可以穿透云雾，所以Na常应用于制高压钠灯、Na-K合金常温下呈液态，导热能力强，可做原子反应堆的导热剂等，D正确；故选D。15．（2020·四川成都·高一期末）下列金属的冶炼方法正确的是A．.电解氯化钠溶液冶炼金属钠（电解法）B．用一氧化碳还原氧化铁冶炼铁（热还原法）C．电解熔融的氯化铝冶炼金属铝（电解法）D．用铝粉与氧化镁粉末高温下冶炼镁（铝热法）【答案】B【解析】A．电解熔融氯化钠冶炼金属钠（电解法），电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，故A错误；B．铁比较活泼，常用一氧化碳还原氧化铁冶炼铁（热还原法），故B正确；C．电解熔融的氧化铝冶炼金属铝（电解法），氯化铝是共价化合物，液态不导电，故C错误；D．镁是活泼金属，用电解熔融无水氯化镁的方法冶炼镁（电解法），故D错误；故选B。16．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或作还原剂还原

②用活泼金属Na、Mg等还原

③利用铝热反应原理还原

④电解法

⑤热分解法。请回答下列金属的冶炼应采用哪种方法：(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属_______(填序号，下同)。(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_______。【答案】

①

④

⑤

③【解析】金属的冶炼一般根据金属的活泼性选择不同的冶炼方法。活泼的金属一般采用电解法，不活泼的金属一般采用加热分解法，处于中间的金属，一般采用还原剂还原。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属，冶炼方法采用热还原法，①以C、CO或H2做还原剂，故答案为：①(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属，冶炼方法用④电解法，故答案为：④；(3)Hg、Ag等不活泼金属，冶炼方法用⑤热分解法，故答案为：⑤；(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属，冶炼方法利用铝热反应原理还原，故答案为：③；17．金属冶炼常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_______。a.

b.

c.

d.(2)辉铜矿(主要成分是)可用于火法炼铜，反高温应的化学方程式为，该反应的氧化剂是_______，当有发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为_______。【答案】

bd

和

6【解析】(1)活泼金属采用电解法冶炼，钠、铝都是活泼金属，采用电解熔融的、的方法冶炼，故选bd；(2)在该反应中，元素的化合价由降低到0，S元素的化合价由升高到，O元素的化合价由0降低到，所以既作还原剂又作氧化剂，作氧化剂；当有参与反应时，中的S元素失去电子，即还原剂所失电子的物质的量为。18．金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。(1)金属的冶炼一般有下列方法：a.焦炭法b.水煤气(氢气和一氧化碳)法c.活泼金属置换法d.电解法请从上述四种方法中选择相应的字母填入表中空格：高炉炼铁湿法炼铜铝热法炼铬工业上冶炼铝________________________写出Al与Cr2O3反应的化学方程式：__________。(2)铜在地壳中的含量远低于铝，但人类利用铜的历史远早于铝，这与古代发生的森林大火有一定的关系，因为人类在大火之后的灰烬中会发现红色发亮的物质。现在人们认识到，这种物质就是孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3，热稳定性差]在大火中转化而生成的铜，写出大火中与铜元素有关的三个化学方程式：______。【答案】(1)

a

c

c

d

2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr(2)Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑、2CuO＋C2Cu＋CO2↑、CuO＋COCu＋CO219．（2020·江西·南昌县莲塘第二中学高一期末）金属铝在生产生活中有广泛用途。(1)用化学方程式表示工业制备铝单质______。(2)铝热反应可用于焊接钢轨，如图为铝热反应的实验装置图。①该铝热反应的化学方程式是______。②铝热反应在工业上用于冶炼______金属(填编号)。A．强还原性

B．难熔性

C．易导电

D．活泼③反应结束后，从沙中取出生成的固体物质，有同学推测该固体是铁铝合金，他设计了如下实验证明此固体中含有金属铝：取少量固体于试管中，滴加______，当观察到______现象时，证明固体中含有金属铝。【答案】

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

B

NaOH溶液

固体部分溶解，且有无色气泡产生【解析】(1)电解熔融氧化铝生成铝和氧气，化学方程式为：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑；(2)①铝与氧化铁高温反应生成铁和氧化铝,方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；②铝热反应放出大量的热，可以用于冶炼熔点高的金属；故选：B；③铝能够与氢氧化钠溶液反应生成氢气，所以要证明此固体中含有金属铝：取少量固体于试管中，滴加NaOH溶液，当观察到有气泡生成现象时，证明固体中含有金属铝；故答案为：NaOH溶液；固体部分溶解，且有无色气泡产生。20．（2020·山西太原·高一期末）铝土矿的主要成分是Al2O3•3H2O，还含有SiO2、Fe2O3等杂质。工业上从铝土矿中提取Al可采用如图所示工艺流程。（部分操作名称及反应条件已略去）(1)B是___，X是___，若将盐酸与X互换，则B是___。(2)生成C的离子方程式是___。(3)D中的溶质是___，通入CO2后生成F的化学方程式是___，F的一种用途是___。(4)由M生成铝的化学方程式是___，当有5.4g铝生成时，转移电子___mol。(5)上述流程中的CO2能否用盐酸代替？理由是___。【答案】

SiO2

NaOH

Fe2O3

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

NaCl、NaOH、NaAlO2

NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

中和胃酸过多

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

0.6

不能，若用盐酸代替，则过量盐酸会溶解Al(OH)3，无法得到沉淀【解析】铝土矿的主要成分是Al2O3•3H2O，还含有SiO2、Fe2O3等杂质，加入过量盐酸