2025版高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用課時(shí)講練作業(yè)新人教版必修第二冊(cè)

-1-第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬元素在自然界中存在的形態(tài)1.極少數(shù)的不活潑金屬(如____________等)以游離態(tài)的形式存在。

2.絕大多數(shù)金屬元素以化合物的形式存在于自然界。3.在地殼中,含量最高的金屬元素是____(填名稱,下同),其次是____。

二、金屬冶煉原理與實(shí)質(zhì)1.原理:將金屬從其化合物中______出來。

2.實(shí)質(zhì):化合物中金屬______電子被______生成金屬單質(zhì)。

三、金屬的冶煉方法1.加熱分解法(寫出化學(xué)方程式):(1)用HgO制Hg:______________________。

(2)用Ag2O制Ag:______________________。

2.電解法:適合冶煉______________的金屬(一般是在金屬活動(dòng)依次表中排在____前邊的金屬)。

(1)用MgCl2制Mg:____________________。(寫出化學(xué)方程式,下同)

(2)用Al2O3制Al:________________________。

(3)用NaCl制Na:________________________。

3.熱還原法:用還原劑(______________等)還原金屬氧化物,適合于金屬活動(dòng)性介于________________之間的大多數(shù)金屬的冶煉。

(1)高爐煉鐵:CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式為________________________。

(2)鋁熱反應(yīng):Al還原Fe2O3的化學(xué)方程式為________________________。

(3)鎢的冶煉:H2還原WO3的化學(xué)方程式為________________________。

(4)金屬中若金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在時(shí),首先將其轉(zhuǎn)化成__________后再還原,如:

2ZnS+3O2_____________2ZnO+C_______________四、金屬礦物資源的開發(fā)和利用1.提高金屬礦物的__________;

2.開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法;3.防止金屬的腐蝕;4.運(yùn)用其他材料代替金屬材料;5.加強(qiáng)廢舊金屬的__________和_____________。

1.如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要取決于()A.金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B.金屬在地殼中的含量多少C.金屬的化合價(jià)凹凸D.金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱2.《五金·鐵》中記載:“若造熟鐵,則生鐵流出時(shí),相連數(shù)尺內(nèi),低下數(shù)寸,筑一方塘,短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi),數(shù)人執(zhí)持柳木棍排立墻上……眾人柳棍疾攪,即時(shí)炒成熟鐵?！币韵抡f法不正確的是()A.生鐵屬于混合物B.生鐵比熟鐵質(zhì)地更硬,延展性稍差C.炒鐵是為了提高鐵水中的碳含量D.該法與近代往生鐵水中吹空氣煉鋼異曲同工3.下列關(guān)于書中記載的相關(guān)說法正確的是()A.“以磁石磨針鋒,則能指南”(《雜志一》)中磁石的主要材料為Fe2O3B.“用膠泥刻字,薄如錢唇”(《活板》)中的膠泥的主要成分為Al2O3、SiO2、CaO,均屬于金屬氧化物C.“凡鐵分生熟,出爐未炒則生,既炒則熟”(《天工開物》)中的“炒”為氧化除碳過程D.“古人以劑鋼為刃,柔鐵為莖干,不爾則多斷折”(《器用》)中“劑鋼”指的是鐵的合金,其硬度比純鐵的大,熔點(diǎn)比純鐵的高4.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5.鋁熱反應(yīng)的試驗(yàn)裝置如圖所示。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法不正確的是()A.鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.利用鋁熱反應(yīng)可冶煉某些高熔點(diǎn)金屬C.該試驗(yàn)的現(xiàn)象為火星四濺,漏斗下方有紅熱熔融物流出D.可利用氧化鎂和鋁粉的混合物反應(yīng)制取金屬鎂6.火法煉銅的原理:Cu2S+O22Cu+SO2。下列說法不正確的是()A.O2在該反應(yīng)中是氧化劑B.所得氣體通入品紅溶液,溶液褪色C.3.2gO2參加反應(yīng)時(shí),該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)約為4×6.02×1022D.所得氣體經(jīng)處理可作工業(yè)制硫酸的原料7.鈦(Ti)因?yàn)榫哂衅婷畹男阅茉絹碓揭鹑藗兊年P(guān)注。如鈦金屬可用于制造坦克裝甲及人造髖關(guān)節(jié)。地殼中含鈦礦石之一是金紅石(TiO2),已知常溫下Ti不能與強(qiáng)酸反應(yīng)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:(1)第一步:金紅石、碳粉混合在高溫條件下通入Cl2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)其次步:在氬氣的氣氛中用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________。

(3)簡(jiǎn)述從上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟:_________________________。

8.從石器時(shí)代到青銅器時(shí)代,再到鐵器時(shí)代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展歷程和水平。下列關(guān)于金屬冶煉的說法正確的是()A.制鋁:將Al(OH)3溶于鹽酸中,電解AlCl3溶液可得鋁B.制銅:“曾青(CuSO4)得鐵則化為銅”(《淮南萬畢術(shù)》)的過程發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)C.制銅:用碳在高溫下還原氧化銅D.制鈉:高溫分解NaCl制備Na9.鉛的冶煉大致過程如下:①富集:將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選;②焙燒:2PbS+3O22PbO+2SO2;③制粗鉛:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。下列說法正確的是()A.浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學(xué)改變B.將1molPbS冶煉成Pb理論上至少須要6g碳C.方鉛礦焙燒反應(yīng)中,PbS是還原劑,還原產(chǎn)物只有PbOD.整個(gè)冶煉過程中,制取1molPb共轉(zhuǎn)移2mol電子10.如圖為純化黃金(純度>90%,含鐵、銅化合物等雜質(zhì))的工藝流程圖,已知黃金預(yù)處理后加入王水(硝酸和鹽酸的混合溶液)生成的溶液中含有HAuCl4。下列說法不正確的是()A.往四氯金酸中加入NaHSO3溶液,當(dāng)0.5molHAuCl4被氧化時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.5mol電子B.王水溶金生成HAuCl4和NO的化學(xué)方程式為Au+4HCl+HNO3HAuCl4+NO↑+2H2OC.試驗(yàn)室進(jìn)行操作A用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯D.操作A所得金粉會(huì)吸附鐵的化合物,加鹽酸的目的是將吸附的鐵的化合物溶解除去11.諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者施羅克等人發(fā)覺金屬鉬的卡賓化合物可以作為特別有效的烯烴復(fù)分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學(xué)反應(yīng)過程為①2MoS2+7O22MoO3+4SO2②MoO3+2NH3·H2O(NH4)2MoO4+H2O③(NH4)2MoO4+2HClH2MoO4↓+2NH4Cl④H2MoO4MoO3+H2O⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。則下列說法中正確的是()A.MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可干脆排放B.MoO3是金屬氧化物,也是堿性氧化物C.H2MoO4是一種強(qiáng)酸D.利用H2、CO和Al分別還原等量的MoO3,所消耗還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶3∶212.下面是皮江法冶煉鎂的工業(yè)流程示意圖(1)氣體a是________________(填化學(xué)式)。

(2)白云石煅燒前粉碎的目的是__________________________。

(3)還原爐需限制溫度為1200℃左右,并抽空氣到近似真空(鎂的沸點(diǎn)為1107℃)。寫出還原爐中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________、

_____________。

(4)還原爐中抽空氣到近似真空的緣由是_________________________。

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用必備學(xué)問落實(shí)一、1.金、鉑3.鋁鐵二、1.還原2.得到還原三、1.(1)2HgO2Hg+O2↑(2)2Ag2O4Ag+O2↑2.特別活潑鋁(Al)(1)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(2)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑3.C、CO、H2、AlZn~Cu(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(3)WO3+3H2W+3H2O(4)氧化物2ZnO+2SO22Zn+CO2↑四、1.利用率5.回收再利用知能素養(yǎng)進(jìn)階1.D由于人類駕馭科學(xué)學(xué)問的局限性,越活潑的金屬越難以冶煉,故發(fā)覺年頭越晚。2.C生鐵為合金,其中含有鐵和碳,屬于混合物,A正確;熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟,且延展性好,生鐵比熟鐵質(zhì)地更硬,延展性稍差,B正確;炒鐵過程中降低了鐵水中的碳含量,從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵,C錯(cuò)誤;該冶煉方法和近代往生鐵水中吹空氣煉鋼,都是利用空氣中氧氣氧化C元素,其原理基本相同,D正確。3.C磁石的主要材料是Fe3O4,故A錯(cuò)誤;SiO2是非金屬氧化物,故B錯(cuò)誤;生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金,為降低含碳量,可以通過“炒”制,將碳元素氧化除去,故C正確;“劑鋼”指的是鐵的合金,其硬度比純鐵的大,熔點(diǎn)比純鐵的低,故D錯(cuò)誤。4.B鈣、鈉是特殊活潑的金屬,應(yīng)當(dāng)采納電解的方法冶煉;銅是比較活潑的金屬,采納熱還原法來冶煉。5.D鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)放出大量的熱能使生成的鐵熔化,A正確;鋁的還原性強(qiáng),且鋁熱反應(yīng)放出大量的熱,故可通過鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬,B正確;鋁熱反應(yīng)猛烈,火星四濺,漏斗下方有紅熱熔融物流出,C正確;鎂的活潑性強(qiáng)于鋁,故不能用氧化鎂和鋁反應(yīng)制取金屬鎂,D錯(cuò)誤。6.CO2中O的化合價(jià)降低,是氧化劑,A項(xiàng)正確;SO2有漂白性,可使品紅溶液褪色,B項(xiàng)正確;由化學(xué)方程式可知,反應(yīng)O2得4個(gè)電子、Cu2S中的Cu得2個(gè)電子,即反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6,故3.2gO2(0.1mol)參加反應(yīng)時(shí),該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)約為6×6.02×1022,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)所得氣體為SO2,SO2催化氧化生成的SO3用濃硫酸汲取即得H2SO4,D項(xiàng)正確。7.【解析】(1)第一步:因?yàn)殁佋诔貢r(shí)不與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),在紅熱時(shí)可與常見非金屬單質(zhì)反應(yīng),類比一般不活潑金屬氧化物選用碳為還原劑制得金屬,金屬與Cl2生成氯化物。兩反應(yīng)合并的化學(xué)方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。(2)其次步:Mg為活潑金屬,在氬氣作為愛護(hù)氣的環(huán)境中還原TiCl4:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。(3)還原出的Ti與Mg混合分別時(shí)用強(qiáng)酸,因鈦不與強(qiáng)酸反應(yīng),所以可將上述產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中然后過濾、洗滌即可得到純凈的鈦。答案:(1)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC(2)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(3)可將還原后的產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中過濾、洗滌即可得到純凈的鈦8.C工業(yè)上是采納電解熔融的氧化鋁制備鋁,而不是電解氯化鋁溶液(電解此溶液得到的是氫氧化鋁),A項(xiàng)錯(cuò)誤;“曾青(CuSO4)得鐵則化為銅”,發(fā)生的反應(yīng)是Fe+Cu2+Fe2++Cu,此為置換反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬銅可以用熱還原法進(jìn)行冶煉,C項(xiàng)正確;高溫下NaCl不分解,工業(yè)上采納電解熔融NaCl來制備金屬鈉,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.B浮選法富集方鉛礦的過程中沒有新物質(zhì)生成,屬于物理改變,故A錯(cuò)誤;將1molPbS冶煉成Pb的過程中,依據(jù)化學(xué)方程式得出,2PbS~2PbO~C~2Pb,1molPbS冶煉成Pb理論上至少須要0.5mol碳,即須要6g碳,故B正確;方鉛礦焙燒反應(yīng)2PbS+3O22PbO+2SO2中,PbS中S元素化合價(jià)上升,是還原劑,氧元素化合價(jià)降低,還原產(chǎn)物有PbO和SO2,故C錯(cuò)誤;整個(gè)冶煉過程中,依據(jù)Pb原子守恒,1molPbS轉(zhuǎn)化為1molPbO轉(zhuǎn)移電子6mol,1molPbO轉(zhuǎn)化為1molPb轉(zhuǎn)移電子2mol,所以制取1molPb共轉(zhuǎn)移8mol電子,故D錯(cuò)誤。10.A往四氯金酸中加入NaHSO3溶液,HAuCl4被還原,A項(xiàng)錯(cuò)誤;王水溶金生成HAuCl4和NO:Au+HCl+HNO3HAuCl4+NO↑,Au上升3價(jià)、N降低3價(jià),由電子守恒有1Au+HCl+1HNO31HAuCl4+NO↑,由氯原子守恒有1Au+4HCl+1HNO31HAuCl4+NO↑,最終由H、O守恒有Au+4HCl+HNO3HAuCl4+NO↑+2H2O,B項(xiàng)正確;操作A為過濾,用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯,C項(xiàng)正確;金粉會(huì)吸附鐵的化合物,故加鹽酸的目的是將吸附的鐵的化合物溶解除去,D項(xiàng)正確。11.D生成物SO2對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)峻,A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)②中生成物(NH4)2MoO4可知,該化合物屬于鹽,對(duì)應(yīng)的酸是H2MoO4,故MoO3不屬于堿性氧化物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)反應(yīng)③H2MoO4是一種不溶性酸,溶液中c(H+)不行能很大,故H2MoO4不行能是強(qiáng)酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1molH2、1molCO和1molAl做還原劑時(shí),失去的電子數(shù)分別為2mol、2mol和3mol,還原等量的MoO3轉(zhuǎn)移電子相同,設(shè)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol,則n(H2)∶n(CO)∶n(Al)