2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新人教版必修第二冊第8章第1節(jié)第1課時金屬礦物的開發(fā)利用作業(yè)1

金屬礦物的開發(fā)利用(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括7小題,每小題4分,共28分)1.(2020·黃山高一檢測)要使3.2g氧化鐵完全被還原,事先應(yīng)準(zhǔn)備的CO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為()A.1344mLB.672mLC.大于1344mL D.小于672mL【解析】選C。根據(jù)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2計算出所需CO體積的理論值為1344mL,而實驗開始時,需先通入CO排盡玻璃管中的空氣,實驗結(jié)束時,停止加熱后,還需繼續(xù)通入CO至玻璃管冷卻,以防還原出來的鐵被氧化,另外,還應(yīng)考慮到通入的CO不可能全部參加反應(yīng),故應(yīng)大于1344mL。2.冶煉金屬一般有三種方法,則冶煉銀、鐵、鈉應(yīng)分別采用()A.熱分解法、熱還原法、電解法B.熱還原法、熱分解法、電解法C.電解法、熱分解法、熱還原法D.電解法、熱還原法、熱分解法【解析】選A。不活潑的金屬一般采用熱分解法(如Ag、Hg的冶煉),活潑金屬采用電解法(如Na、Mg、Al的冶煉),介于活潑金屬與不活潑金屬之間的金屬通常采用熱還原法(如Cu、Fe的冶煉)等。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列關(guān)于鈣、鈉、銅的冶煉方法正確的是()A.電解法、熱分解法、熱還原法B.電解法、電解法、熱還原法C.熱還原法、熱分解法、熱還原法D.電解法、電解法、熱分解法【解析】選B。鈣、鈉是特別活潑的金屬,應(yīng)該采用電解的方法冶煉;銅是比較活潑的金屬,可采用熱還原方法來冶煉,因此選項是B。3.下列說法中不正確的是()【解析】選C。鋁可以作還原劑冶煉一些高熔點(diǎn)的金屬,如Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,A項正確;金屬鈉用電解熔融NaCl的方法制取,B項正確;鋁是活潑金屬,很難用還原劑把它還原出來,應(yīng)該用電解熔融Al2O3的方法制取,C項不正確;D項正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】工業(yè)制備鋁一般是通過鋁土礦制得純凈的Al2O3,然后得到鋁。而不是電解氯化鋁,其主要原因是()3是共價化合物,其熔融態(tài)不導(dǎo)電B.電解AlCl3生成的Cl2會污染大氣C.用氫氣還原氧化鋁即可得到鋁3不存在【解析】選A。AlCl3是共價化合物,其熔化不能電離出陰、陽離子,A正確;Cl2雖然會污染大氣,但電解NaCl制金屬鈉時也產(chǎn)生Cl2,況且Cl2還是重要的化工原料,B錯誤;鋁是活潑金屬只能利用電解法制取,C錯誤;固體、溶液中均存在氯化鋁,D錯誤。4.(2020·保定高一檢測)鋁能用來冶煉難熔金屬(如Fe、V、Mn等),這是因為鋁具有()A.兩性 C.熔點(diǎn)低 D.還原性,在反應(yīng)中放出大量熱【解析】選D。鋁熱劑為鋁和金屬氧化物的混合物,反應(yīng)在高溫條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)置換出金屬單質(zhì),為放熱反應(yīng),該反應(yīng)中Al作還原劑,用于提煉難熔金屬,而與導(dǎo)電性、熔點(diǎn)及兩性無關(guān),故選D。5.下列常見金屬的冶煉原理中不合理的是()金屬冶煉原理AFeFe2O3+3CO2Fe+3CO2BHg2HgO2Hg+O2↑CAl2AlCl32Al+3Cl2↑DMgMgCl2Mg+Cl2↑【解析】選C。氯化鋁屬于共價化合物,在熔融的狀態(tài)下,氯化鋁不能電離出鋁離子和氯離子,不導(dǎo)電,冶煉金屬鋁應(yīng)是電解熔融的氧化鋁。【易錯提醒】電解法冶煉活潑金屬時,不是電解化合物的溶液,而是電解熔融狀的化合物。6.(2020·洛陽高一檢測)如圖是鋁熱反應(yīng)的實驗裝置,有關(guān)該反應(yīng)的下列說法中一定正確的是()C.2mol氧化劑參與反應(yīng)則電子轉(zhuǎn)移6NA個∶2【解析】選A。鋁與氧化鐵的鋁熱反應(yīng)為2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。A項,a為鎂條,起引燃作用,故A正確;B項,混合物中的鎂條燃燒時,氯酸鉀是氧化劑,以保證鎂條的繼續(xù)燃燒,同時放出足夠的熱量引發(fā)氧化鐵和鋁粉的反應(yīng),由于該反應(yīng)放出大量的熱,只要反應(yīng)已經(jīng)引發(fā),就可劇烈進(jìn)行,放出的熱使生成的鐵熔化為液態(tài),故B錯誤;C項,2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,該反應(yīng)中氧化劑是氧化鐵,2mol氧化劑參與反應(yīng)則電子轉(zhuǎn)移12NA個,故C錯誤;D項,該反應(yīng)中還原劑是鋁,氧化產(chǎn)物是氧化鋁,還原劑和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1,故D錯誤。3O4粉末配成鋁熱劑并分成兩份,第一份在高溫下恰好完全反應(yīng),然后將生成物與足量鹽酸充分反應(yīng);第二份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng),前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比是()∶∶∶∶3【解析】選A。8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3,根據(jù)第一份在高溫下恰好完全反應(yīng),產(chǎn)生的Fe與原來的鋁物質(zhì)的量之比為9∶8,Fe+2HClFeCl2+H2↑2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,所以二者產(chǎn)生的氣體的體積之比為3∶4?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】有0.4g鐵的氧化物,用足量的CO在高溫下將其還原,把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中,得到0.75g的沉淀。這種鐵的氧化物的化學(xué)式是()A.FeO 2O33O4 和Fe2O3【解析】選B。CO和鐵的氧化物反應(yīng)時,氧化物中的一個氧原子可以生成一個CO2分子,每一個CO2分子可以生成一個CaCO3分子,所以有下列的關(guān)系式,假設(shè)0.4g該氧化物中含O的質(zhì)量為xO～CO2～CaCO316 100x 0.75g解得x=0.12gn(Fe)∶n(O)=∶=2∶3。二、非選擇題(本題包括2小題,共22分)8.(12分)(2020·茂名高一檢測)鈦(Ti)因為具有神奇的性能越來越引起人們的關(guān)注,常溫下鈦不能與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),紅熱時,卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料,地殼中含鈦礦石之一——金紅石(主要成分是TiO2),目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是(1)第一步:金紅石、炭粉混合,在高溫條件下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,該反應(yīng)的還原劑是。(2)第二步:在氬氣的氣氛中,用過量的鎂在加熱條件與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。①寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:。②簡述由上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟:

?！窘馕觥康谝徊街?反應(yīng)物為TiO2、C和Cl2,產(chǎn)物為TiCl4和CO(可燃性氣體),據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,還原劑為C。第二步中:反應(yīng)物為Mg與TiCl4,產(chǎn)物為Ti和MgCl2,配平即得2Mg+TiCl42MgCl2+Ti,因Ti不與強(qiáng)酸反應(yīng),而制取Ti時Mg過量,因此可將還原后的產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中,過濾、洗滌,即得純凈的Ti。答案:(1)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC(2)①2Mg+TiCl42MgCl2+Ti②將還原后的產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中,過濾、洗滌、干燥,即可得到純凈的鈦9.(10分)(能力挑戰(zhàn)題)某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究,對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351565沸點(diǎn)/℃246729802750…(1)某同學(xué)推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物可能是鐵鋁合金。理由是

。(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗用的試劑是,反應(yīng)的離子方程式是

。(3)實驗室欲溶解該熔融物,下列試劑中最好選用(填字母)?！窘馕觥扛鶕?jù)表中所列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)可知,鋁的熔點(diǎn)低于鐵的熔點(diǎn),故當(dāng)鐵熔化時,適量的鋁與鐵熔合在一起形