2024-2025学年高中化学课时分层作业十八金属矿物的开发利用含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5课时分层作业(十八)(建议用时：30分钟)[合格基础练]1．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．金属的化合价凹凸 D．金属的活动性强弱D[金属越活泼越难冶炼，开发利用的年头越晚。]2．成语、诗词话科学——对下列成语或诗句所描述现象的说明，你认为错误的是()成语或诗句用化学学问说明A唐代李白诗句“风吹柳花满店香”这是生活中常见的一种分子扩散运动B“烈火见真金”金的性质稳定，在烈火中也不会发生反应C明代于谦诗句“粉身碎骨浑不怕”它指石灰石碾碎成粉末状的物理改变过程D成语“百炼成钢”通过反复锤炼，削减铁合金中碳元素的质量分数C[诗句“粉身碎骨浑不怕”，描述的是生石灰遇水生成氢氧化钙的过程，是化学过程。]3．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．热还原法C．热分解法 D．铝热法A[可以依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，应当与钠、镁的冶炼方法相同，都用电解法得到金属单质。]4．我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是()A．焦炭还原法 B．湿法炼铜C．铝热还原法 D．电解冶炼法A[火烧孔雀石和焦炭混合物发生的反应为Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up9(△))2CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋Ceq\o(=,\s\up9(高温))2Cu＋CO2↑，属于焦炭还原法。]5．下列反应原理不符合工业实际的是()A．2Ag2Oeq\o(=,\s\up9(高温))4Ag＋O2↑B．4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up9(高温))3Mn＋2Al2O3C．2MgOeq\o(=,\s\up9(电解))2Mg＋O2↑D．2CuO＋Ceq\o(=,\s\up9(高温))2Cu＋CO2↑C[依据金属的活动性和特点，这四种金属选用的冶炼方法看似都正确，但是工业上冶炼镁时，并不是电解熔融的氧化镁，而是电解熔融的氯化镁。因为氧化镁的熔点很高，与电解熔融的氯化镁相比会消耗更多的能量。]6．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up9(高温))Al2O3＋2Fe的说法不正确的是()A．该反应中Al作还原剂B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2C．该反应中冶炼1molFe转移2mol电子D．该反应可用于焊接钢轨C[由题中化学方程式可知，反应中Fe元素的化合价由＋3价降为0价，则冶炼1molFe应转移3mol电子。]7．钛(Ti)因为具有奇妙的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军事、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：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________。其次步：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。(1)写出此反应的化学方程式：______________________________________；(2)简述从上述所得产物中获得金属钛的步骤。__________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]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，选用碳作还原剂制得金属，金属与Cl2生成氯化物。两反应合并的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up9(高温))TiCl4＋2CO。其次步：(1)Mg为活泼金属，在氩气作为爱护气的环境中还原TiCl4：2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up9(Ar),\s\do8(△))2MgCl2＋Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合，分别时用强酸，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、干燥，即可得到纯净的钛。[答案]第一步：TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up9(高温))TiCl4＋2COC其次步：(1)2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up9(Ar),\s\do8(△))2MgCl2＋Ti(2)可将还原后的产物溶于过量的盐酸中，过滤、洗涤、干燥，即可得到纯净的钛[等级过关练]8．0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。这种铁的氧化物的化学式是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O3B[CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个氧原子可以生成一个CO2分子，每一个CO2分子可以生成一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4g该氧化物中含xg氧原子O～CO2～CaCO316100xg0.75g解得x＝0.12，N(Fe)∶N(O)＝eq\f(0.4g－0.12g,56g·mol－1)：eq\f(0.12g,16g·mol－1)＝2∶3。]9．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是()A．MnO2 B．WO3C．Cr2O3 D．Co3O4D[用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，明显，在氧化物中，金属化合价越低，得电子数越小，消耗铝越少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Coeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(＋\f(8,3)))。Co元素化合价最低、生成1molCo消耗铝最少。]10．Ⅰ.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，其中Ti化合价为＋4价)制取TiO2，其主要流程如下：Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是___________________________________；向甲溶液中加入铁的目的是________________________________________。Ⅱ.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如下：试回答下列问题：(1)已知反应①通常在800～900℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，其中当有1molCl2完全反应时，参与反应的还原剂的物质的量为________mol。(2)反应②通常在800℃的条件下进行，通入氩气的目的是____________________________________________________________________。(3)在上述工艺流程中可以循环运用的物质是_________________________。[解析]Ⅰ.氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式是Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；因为最终得到绿矾，所以应将铁离子还原为亚铁离子，加入铁的目的是把铁离子还原为亚铁离子。Ⅱ.(1)反应①的反应物为TiO2、C、Cl2，结合流程图知有TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO，所以反应的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up9(800～900℃))TiCl4＋2CO，在反应中碳被Cl2氧化，当有1molCl2完全反应时，参与反应的还原剂(C)的物质的量为1mol。(2)反应②中反应物