江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)分層作業(yè)20金屬礦物的開發(fā)利用新人教版必修第二冊(cè)

第八章分層作業(yè)20金屬礦物的開發(fā)利用必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列金屬中,通常用電解法冶煉的是()A.Zn B.MgC.Hg D.Au2.明代宋應(yīng)星的《天工開物》中有關(guān)于“火法”冶煉鋅的工藝記載:“每爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅……冷定毀罐取出……即倭鉛也?！毕铝姓f法不正確的是(注:“爐甘石”的主要成分為碳酸鋅)()A.該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B.“煤炭”中起作用的主要成分是CC.冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑D.“倭鉛”是指金屬鋅和鉛的混合物3.(2024·江蘇鹽城高一期中)從新石器時(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”的過程發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)C.煉鐵:用焦炭與空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物D.制鈉:高溫分解NaCl制備Na4.冶煉金屬一般有以下幾種方法:①熱分解法;②焦炭法;③水煤氣法(CO或H2);④活潑金屬置換法;⑤電解法。這幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),它們?cè)诠I(yè)上均有應(yīng)用。古代有a.火燒孔雀石煉銅、b.濕法煉銅;現(xiàn)代有c.鋁熱法煉鐵、d.光鹵石(主要成分含MgCl2)法煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法分析不正確的是()A.a—② B.b—③C.c—④ D.d—⑤5.氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉,下列有關(guān)金屬冶煉的說法錯(cuò)誤的是()A.電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中,鈉離子被還原,氯離子被氧化B.熱分解法、熱還原法、電解法冶煉金屬的過程中,金屬元素都由化合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)C.鋁熱反應(yīng)中鋁作為還原劑將鐵從其氧化物中置換出來D.用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中,1molFe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移9mol電子6.金屬的冶煉與生產(chǎn)、生活等親密相關(guān)。下列有關(guān)金屬冶煉的原理錯(cuò)誤的是()A.用電解法制取金屬鈉:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.用Na、Mg等活潑金屬作還原劑冶煉Ti:2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2C.用Al作還原劑(鋁熱劑)冶煉金屬V:3V2O5+10Al6V+5Al2O3D.用H2作還原劑冶煉金屬Ag:Ag2O+H22Ag+H2O7.下列反應(yīng)原理中,不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際狀況的是()A.2Ag2O4Ag+O2↑B.2MgO(熔融)2Mg+O2↑C.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑D.4CO+Fe3O43Fe+4CO28.鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些金屬,其氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下發(fā)生反應(yīng)。下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)系示意圖中,與鋁熱反應(yīng)最接近的是()9.(2024·江蘇鹽城高一期中)我國(guó)夏代已經(jīng)有青銅器,傳聞夏禹鑄九鼎,史料中更有夏禹之子夏啟煉銅的記載,冶煉誕生鐵使我國(guó)成為世界上最早運(yùn)用生鐵的國(guó)家。下列有關(guān)金屬冶煉的說法中,不正確的是()A.金屬被人類開發(fā)利用的時(shí)間先后依次,主要取決于金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱B.煉鐵時(shí),加入石灰石的作用是除去鐵礦石中的二氧化硅C.金屬冶煉的過程就是金屬離子得電子被還原的過程D.工業(yè)上用電解氯化鎂溶液的方法冶煉金屬鎂關(guān)鍵實(shí)力提升練10.(2024·江蘇泰州高一期中)鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素,主要以鋁土礦形式存在(主要成分是Al2O3)。要從鋁土礦中提取鋁,首先要獲得純度較高的氧化鋁。主要的工藝流程如圖所示:下列說法正確的是()A.堿溶①后,溶液中主要含有的陽(yáng)離子為Na+和Al3+B.步驟②通入足量的CO2,反應(yīng)的離子方程式為2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2OC.Al(OH)3受熱分解,生成高熔點(diǎn)物質(zhì)和水,常用作塑料的阻燃劑D.灼燒③一般在坩堝中進(jìn)行,電解④添加冰晶石,目的是增加導(dǎo)電性11.合理、高效地開發(fā)利用金屬礦物,將其中的金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來,用于生產(chǎn)各種金屬材料,這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。下列有關(guān)金屬的冶煉的說法不正確的是()A.電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應(yīng)中,鈉元素被氧化,氯元素被還原B.古法煉銅“曾青得鐵則化為銅”的反應(yīng)中,利用的是置換反應(yīng)的原理C.用熱還原法煉鐵的反應(yīng)中,1molFe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移8mole-D.高爐煉鐵的主要反應(yīng)是用CO還原Fe2O3進(jìn)行煉鐵12.鋁熱反應(yīng)常用于焊接鋼軌,其焊接速度快,設(shè)備簡(jiǎn)易,適用于野外作業(yè)。試驗(yàn)室采納如圖裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng),下列說法錯(cuò)誤的是()A.該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是金屬的置換反應(yīng)B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),Fe2O3和鋁粉的混合物被稱為鋁熱劑C.鋁單質(zhì)很活潑,通常表面附著一層致密的氧化鋁薄膜D.鋁熱反應(yīng)只能用于冶煉鐵、錳、鉻等熔點(diǎn)較高的金屬13.(2024·江蘇蘇州階段練習(xí))以下是工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3)、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)的主要反應(yīng):①4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2+8CO2;②2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O。下列說法正確的是()A.反應(yīng)①和②均為氧化還原反應(yīng)B.反應(yīng)①的氧化劑是O2,還原劑是FeO·Cr2O3C.內(nèi)物質(zhì)是Fe3O4D.生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移6mol電子14.我國(guó)“奮斗者”號(hào)鈦合金載人艙完備扛住萬米壓力。鈦(Ti)常溫下與酸、堿均不反應(yīng),但高溫下能被空氣氧化,由鈦鐵礦[主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵),還有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì)]為主要原料冶煉金屬鈦同時(shí)獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下:試回答問題:(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無氣體生成,副產(chǎn)品甲為。

(2)上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是,檢驗(yàn)副產(chǎn)品是否變質(zhì)的試驗(yàn)方法是

。

(3)上述生產(chǎn)流程中得到的金屬鈦中混有少量雜質(zhì),可加入溶解后除去。

(4)TiO2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成TiCl4和一種可燃性氣體的化學(xué)方程式為

。

(5)Mg還原TiCl4的過程必需在稀有氣體(如氬氣)氛圍中進(jìn)行的緣由是

。

分層作業(yè)20金屬礦物的開發(fā)利用1.B解析鋅是較活潑金屬,通常用熱還原法冶煉,A錯(cuò)誤;鎂是活潑金屬,通常用電解法冶煉,B正確;汞是不活潑金屬,通常用熱分解法冶煉,C錯(cuò)誤;金是不活潑金屬,通常用水洗法干脆分別,D錯(cuò)誤。2.D解析“爐甘石”的主要成分為ZnCO3,“煤炭”中含有C,該工藝中描述的反應(yīng)為ZnCO3+2CZn+3CO↑,該反應(yīng)為置換反應(yīng),A、B、C正確;依據(jù)題意和反應(yīng)的化學(xué)方程式推知,“倭鉛”指金屬鋅,D錯(cuò)誤。3.C解析工業(yè)上一般采納電解熔融Al2O3的方法冶煉金屬鋁,A錯(cuò)誤;“曾青(CuSO4)得鐵則化為銅”發(fā)生的反應(yīng)為Fe+CuSO4FeSO4+Cu,屬于置換反應(yīng),B錯(cuò)誤;高爐煉鐵的原理即為用焦炭與空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物,C正確;常采納電解熔融NaCl的方法冶煉金屬Na,D錯(cuò)誤。4.B解析火燒孔雀石煉銅涉及的反應(yīng)為Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,2CuO+C2Cu+CO2↑;濕法煉銅涉及的反應(yīng)為Fe+CuSO4FeSO4+Cu;鋁熱法煉鐵涉及的反應(yīng)為Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3;用從光鹵石中提取的氯化鎂煉鎂涉及的反應(yīng)為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。據(jù)上述原理可知,濕法煉銅采納的是活潑金屬置換法,b對(duì)應(yīng)④,B錯(cuò)誤。5.D解析用磁鐵礦煉鐵,當(dāng)有1molFe3O4被CO還原成Fe時(shí),轉(zhuǎn)移8mol電子,D錯(cuò)誤。6.D解析銀是不活潑金屬,一般采納加熱Ag2O的方法冶煉Ag,D錯(cuò)誤。7.B解析MgO的熔點(diǎn)很高,電解熔融MgO耗能大,工業(yè)上采納電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬M(fèi)g。8.B解析鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),且引發(fā)后猛烈反應(yīng),熱量改變很明顯,因此選B。9.D解析金屬活動(dòng)性越強(qiáng)越難冶煉,金屬活動(dòng)性越弱,越簡(jiǎn)單冶煉,故A正確;煉鐵時(shí),石灰石中的碳酸鈣在高溫條件下分解生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣能與二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣,從而除去鐵礦石中的二氧化硅,故B正確;金屬冶煉就是將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來,故C正確;工業(yè)上用電解熔融氯化鎂的方法冶煉金屬鎂,不能在水溶液中進(jìn)行,故D錯(cuò)誤。10.C解析氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和水,堿溶①后,溶液中主要含有的陽(yáng)離子為Na+,A錯(cuò)誤;步驟②通入足量的CO2,反應(yīng)的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC,B錯(cuò)誤;Al(OH)3受熱分解,生成高熔點(diǎn)的Al2O3和水,Al2O3常用作塑料的阻燃劑,C正確;灼燒③一般在坩堝中進(jìn)行,電解④添加冰晶石,目的是降低Al2O3的熔點(diǎn),D錯(cuò)誤。11.A解析電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應(yīng)中,Na+得電子生成Na,Cl-失電子生成Cl2,鈉元素被還原,氯元素被氧化,A錯(cuò)誤。12.D解析該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,屬于置換反應(yīng),A正確;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),Fe2O3和鋁粉的混合物被稱為鋁熱劑,B正確;鋁單質(zhì)很活潑,鋁的表面與氧氣反應(yīng)生成致密氧化膜,C正確;鋁是活潑金屬,利用鋁熱反應(yīng)可以冶煉活動(dòng)性比鋁弱的金屬,D錯(cuò)誤。13.B解析反應(yīng)②不是氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)①中內(nèi)物質(zhì)應(yīng)為Fe2O3,故C錯(cuò)誤;生成1molNa2Cr2O7(反應(yīng)①生成2molNa2CrO4)時(shí)共轉(zhuǎn)移7mol電子,故D錯(cuò)誤。14.答案(1)FeSO4·7H2O(2)防止Fe2+被氧化取少量副產(chǎn)品甲溶于水,滴加幾滴KSCN溶液,視察溶液是否變成紅色(3)稀鹽酸(4)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO(5)高溫下Mg及產(chǎn)生的Ti簡(jiǎn)單被氧化變質(zhì)解析(1)鈦鐵礦與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,Ti元素未發(fā)生價(jià)態(tài)改變,推想該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),反應(yīng)中還產(chǎn)生FeSO4,經(jīng)冷卻、結(jié)晶得到的副產(chǎn)品甲為Fe