2022-2022学年高一化学同步练习4-1-1《金属矿物的开发利用》(人教版)必修二.docx

4-1-第1课时　金属矿物的开发利用
一、选择题
1．(2022·试题调研)有关金属的冶炼原理以下说法正确的选项是(　　)
A．肯定发生的是置换反响
B．肯定发生的是分解反响
C．肯定发生的是氧化复原反响
D．只能用金属做复原剂冶炼金属
答案：C
点拨：金属大局部以化合态存在于自然界中，且金属元素无负化合价，所以金属冶炼的实质是将化合态金属元素复原为游离态，必定发生氧化复原反响，但是不一定是置换反响，如CO复原Fe2O3。复原剂可以是金属，如Fe复原CuSO4，也可以是非金属，如H2复原CuO。
2．(2022·经典习题选萃)以下说法正确的选项是(　　)
A．有些活泼金属如铝可作热复原法的复原剂
B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳复原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
解析：此题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作复原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，A项对；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用复原剂把它复原出来，应该用电解熔融Al2O3的方法制取，C项错；D项对。
答案：AD
点拨：金属冶炼方法的选择要综合考虑金属的活动顺序、生产本钱等因素。
3．在冶金工业中，均不能用通常化学复原剂制得的金属组是(　　)
A．Na、Ba、K、Al B．Na、K、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu、Ag D．Mg、Al、Zn、Fe
答案：A
点拨：在金属活动性顺序表中，Zn、Cu之间的金属一般采用化学复原剂制得。而K－Al等活泼性金属一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。
4．以下表达错误的选项是(　　)
A．炼铁时，复原剂CO将铁从铁矿中复原出来
B．活泼金属Na用电解法冶炼
C．汞的冶炼只能用复原剂法
D．铝的冶炼一般用复原剂法
答案：CD
点拨：活泼金属K、Na、Ca、Al用电解法冶炼，故D错；多数金属的冶炼用热复原法如Fe、W、Cr等；有些不活泼金属用热分解法就可制得如Hg、Ag等，故C错。
5．均能使氧化铁复原成铁的一组物质是(　　)
A．CO、O2、H2B．CO、H2、C
C．CO2、H2O、O2D．CO2、C、O2
答案：B
点拨：在金属的冶炼中，热复原法主要是CO、H2、活泼金属三种复原剂，C也可以作复原剂，自身被氧化为CO2。
6．(2022·经典习题选萃)从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼表达了人类文明的开展水平。以下列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．金属的化合价上下
D．金属的活动性大小
答案：D
点拨：从题给图示可以归纳出金属性越不活泼的金属(如铜)越早被开发利用，应选D。
7．用铝热反响冶炼出的金属的状态是(　　)
A．固态 B．气态
C．液态 D．三种状态都有可能
答案：C
点拨：铝热反响放出大量热，使冶炼出的金属呈液态。
8．以下冶炼方法中，可将化合物中的金属元素复原为金属单质的是(　　)
A．加热Al2O3
B．加热CaCO3
C．电解熔融NaCl
D．氯化钠与铝粉高温共热
答案：C
点拨：A加热Al2O3不分解；B加热CaCO3得到CaO，D不反响，Al粉只能复原比自己更不活泼的金属。
9．热复原法冶炼金属的反响一定是(　　)
A．氧化复原反响 B．置换反响
C．复分解反响 D．分解反响
答案：A
点拨：热复原法是用复原剂将金属氧化物复原为金属单质，一定会涉及到化合价的变化，所以一定是氧化复原反响。
10．把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反响，然后将生成物与足量盐酸充分反响；第二份直接参加足量的氢氧化钠溶液使之充分反响，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是(　　)
A．3:4 B．4:3
C．3:8 D．8:3
答案：A
点拨：此题主要考查方程式的书写。8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3，根据第一份在高温下恰好完全反响，产生的Fe与原来的铝物质的量之比为9:8，
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，所以二者产生的气体之比为34。
11．以下化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是(　　)
A．2Na＋MgCl2===2NaCl＋Mg
B．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgO＋H2Mg＋H2O
答案：B
12．(2022·山东德州质检)氧化复原反响广泛应用于金属的冶炼。以下说法不正确的选项是(　　)
A．电解熔融NaCl制取金属钠的反响中，钠离子被复原，氯离子被氧化
B．湿法炼铜与火法炼铜的反响中，铜元素都发生复原反响
C．用磁铁矿炼铁的反响中，1mol Fe3O4被CO复原成Fe，转移9mol e－
D．铝热法复原铁的反响中，放出的热量能使铁熔化
答案：C
二、非选择题
13．(2022·经典习题选萃)铝热剂并不单指Fe2O3与铝粉的混合物，实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝热剂。如铝粉与Fe3O4、V2O5或MnO2等均可发生铝热反响。
(1)写出上述铝热反响的化学方程式：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________。
(2)据上述反响可总结出铝热反响的特点：①铝热反响实际上属于四大根本反响类型中的________，其中铝表现了其__________性，作______剂；②铝热反响常用于冶炼金属性比铝__________(填“强〞或“弱〞)的金属。
答案：(1)①8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe
②10Al＋3V2O55Al2O3＋6V
③4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
(2)①置换反响　复原　复原　②弱
点拨：铝热反响的实质是在较高温度下，用较活泼的复原剂铝，把活泼性相对弱的金属从其氧化物中复原出来。
14．铜在自然界多以＋1价矿石存在，因为在固态特别是高温下＋1价铜的化合物比＋2价稳定。从辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是：①将矿石高温通空气焙烧，生成两种氧化物。②将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气再进行高温燃烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体。写出这两个反响的化学方程式。
答案：①2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2↑
②2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
点拨：写第一个方程式时，要注意C比C稳定。
15．金属活动性顺序中，Mn、Cr、Co应该排在H的前面，Al的后面。金属Mn、Cr、Co熔点较高，它们可分别由对应的氧化物MnO2、Co3O4和Cr2O3为原料冶炼。那么：
(1)应选择的复原剂是______________(写化学式)。
(2)写出有关的化学反响方程式：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________。
答案：(1)Al　(2)①3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
②3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3
③Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3
16．(2022·试题调研)冶炼金属常用以下几种方法：
①以C、CO或H2作复原剂复原　②以较活泼金属Na、Mg等复原　③利用铝热反响原理用Al复原
④电解法　⑤热分解法
以下金属各采用哪种方法复原最正确。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________________________。
(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____________________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常复原方法是__________________
___________________________________________________。
答案：(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③　(5)②
17．某地产孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式：
_____________________________________________________。
(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料，分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方式制取金属铜。供选择的试剂有：①木炭，②铁屑，③生石灰，④稀硫酸，不得另选其他试剂，写出反响的化学方程式。
A．湿法冶炼______________、______________(可不填满、也可补充，下同)。
B．高温冶炼：______________________________________、
_____________________________________________________。
答案：(1)Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
(2)A：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
B：2CuO＋C2Cu＋CO2↑
(或C＋CuOCu＋CO↑)
18．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉冶铁除了参加铁矿石外，还需参加焦炭和石灰石。请填空：
(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式：
_____________________________________________________。
(2)写出赤铁矿被复原成铁的化学方程式
_____________________________________________________。
(3)试写出焦炭在高炉高温环境下参与反响，最终生成一种复原性气体的化学方程式
_____________________________________________________。
答案：(1)Fe3O4(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(或Fe2O3＋3C2Fe＋3CO)
(3)C＋O2CO2，　CO2＋C2CO
19．(2022·经典习题选萃)钛(Ti)是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小，熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，有“未来金属〞之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2)，再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反响：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H2TiO3TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4↑＋2CO↑
⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti
(1)针对以上五个化学反响，以下表达错误的选项是(　　)
A．反响①是非氧化复原反响
B．反响②生成两种酸
C．反响④中的TiO2是氧化剂
D．反响⑤表现了金属镁比金属钛复原性强
(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的选项是________(填写代号)。
①钛是像金、铂一样不活泼的金属　②金属钛的外表易形成致密的氧化膜　③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反响
答案：(1)C　(2)②
铝的冶炼史
1825年，丹麦的奥斯特别离出少量的纯铝。1827年，德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反响而制得了铝。但是钾太昂贵了，所以不允许大规模地生产铝。又过了27年，法国化学家德维尔用金属钠与无水氯化铝一起加热而获得闪着金属光泽的小铝球。因此在19世纪，铝是一种珍贵的金属，它的价格同黄金相当。
1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次，他听一位教授(这位教授正是维勒的学生)说：“不管谁能创造一种低本钱的炼铝法，都会出人头地。〞这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法，才能使铝被普遍应用。霍尔在自己家里的柴房中办一个家庭实验室，经过两年的不断探索终于在1886年2月的一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上，后来，这些铝球竟成为“王冠宝石〞，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。
还有一件值得提及的事，非常巧合，一位与霍尔同龄的年轻的法国化学家埃鲁也在这年稍晚些时候创造了相同的炼铝法。霍尔与埃鲁在遥远的两大洲，同年来到人世(1863年)又同年创造了电解炼铝法(1886年)。虽然他们之间曾一度发生了专利权的纠纷，但后来却成为莫逆之交。1911年，当美国化学工业协会授予霍尔著名的佩琴奖章时，埃鲁还特意远涉重洋到美国参加了授奖仪式。亲自向霍尔表示祝贺。
或许是上天的旨意，1914年，这两位科学家又都相继去世。难怪当后人们一提起电解炼铝法的时候，便总把霍尔和埃鲁的名字联在一起。