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第3单元课题2 第1课时
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．以下物质中，不属于合金的是( )
A．硬铝 B．黄铜
C．钢铁 D．水银
【解析】 水银即金属汞，只是一种金属。
【答案】 D
2．以下说法正确的选项是( )
A．所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁
【解析】 合金的性能优于它的组分。
【答案】 D
3．以下各工业生产中，石灰石、生石灰、熟石灰都不能作为原料的是( )
①炼铁 ②用生铁炼钢 ③从海水中提取镁 ④铝的冶炼
⑤制水泥 ⑥制玻璃 ⑦制漂白粉 ⑧制硫酸
A．④⑧B．⑤⑥
C．①②③D．⑤⑥⑦
【解析】 炼铁中用石灰石造渣；炼钢中用生石灰造渣；用熟石灰富集海水中的镁；石灰石是制水泥、玻璃的主要原料；熟石灰是制漂白粉的原料。
【答案】 A
4．以下有关化工生产的主要设备及尾气的主要成分完全正确的选项是( )
A．炼铁—电炉—CO、CO2、N2B．氨气—氧化炉—N2、H2
C．炼钢—转炉—Fe2O3、COD．硫酸—合成塔—SO2、SO3
【解析】 炼铁—高炉—CO、CO2、N2
氨气—合成塔—N2、H2、NH3
硫酸(SO2→SO3)—接触室—SO2，SO3
【答案】 C
5．以下可被工业上采用的冶金方法是( )
A．电解熔融的氯化铝制铝B．电解熔融的氯化镁制镁
C．电解氯化钠溶液制钠D．高温下用H2复原氧化镁制镁
【解析】 氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存在，其中缺少自由移动的离子，根本不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。A不可选。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中电解时，电子被H＋得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的。C不可选。比Al活泼的金属很难用一般的复原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中复原出来。况且，MgO熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法。D不可选。
【答案】 B
6．在冶金工业上，均不能用通常化学复原剂制得的金属组是( )
A．Na，Ba，Mg，Al B．Na，K，Zn，Fe
C．Zn，Fe，Cu，Ag D．Mg，Al，Zn，Fe
【解析】 金属的冶炼方法，根据金属的活动性归纳如下：
方法名称 冶炼的金属 举例
电解法：K～Al；2Al2O3 4Al＋3O2↑
复原剂法：Zn～Cu；2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
加热法：Hg、Ag；HgS＋O2Hg＋SO2
因为活泼金属的阳离子氧化性很弱，一般复原剂难以将它复原为金属，所以采用电解法，不活泼金属的阳离子氧化性强，加热时可从化合物内部得电子被复原成单质，所以可用加热法。
【答案】 A
7．K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中别离。假设调整温度到一定程度，那么可用Na与KCl反响制取金属K。四种物质的熔沸点如下：
K
Na
KCl
NaCl
熔点(℃)
63.65
97.8
770
801
沸点(℃)
774
882.9
1 500(升华)
1 431
根据平衡移动原理，可推知，用Na与KCl反响制取K的适宜温度是( )
A．97.8 ℃～770 ℃B．770 ℃～774 ℃
C．774 ℃～882.9 ℃D．1 413 ℃～1 500 ℃
【解析】 金属活动性顺序表中，Na排在钾的后面，似乎不能从钾的熔盐中置换出K。但将Na与KCl共熔，其共熔体中Na＋、K＋、Cl－和电子自由移动；如果继续加热，那么Na、K、NaCl和KCl中先沸腾者逸出。工业上，就是采用这种原理用Na复原K的，因为K的沸点比Na、NaCl、KCl的沸点都低。
【答案】 C
8．以下金属的冶炼(“―→〞前为原料，“―→〞后为所得的金属)，其中最适宜用热复原法冶炼的是( )
①MgCl2―→Mg ②MnO2―→Mn ③ZnO―→Zn ④HgO―→Hg ⑤磁铁矿―→Fe ⑥KCl―→K
A．①②④B．③④
C．②③⑤⑥D．②③⑤
【解析】 热复原法是多数金属冶炼的方法，主要适用于金属活动性顺序表中处于中部或金属活动性与之相当的金属以及极少数活泼金属(如钾常用钠复原法制得)，符合题意的有②③⑤⑥，故答案为C。
【答案】 C
9．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：
方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量
以下有关判断中不正确的选项是( )
A．溶液A和B均可以是盐酸B．溶液A和B均可以是NaOH溶液
C．溶液A和B均可选用稀硝酸D．实验室中方案Ⅱ更便于实施
【解析】 硝酸与铜、铝都能反响，不能用硝酸。
【答案】 C
10．用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反响，使氧化铁中的铁全部复原出来，消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶3∶14
C．1∶6∶14 D．2∶1∶2
【解析】 等质量的氧化铁在反响时得到的电子的物质的量是相等的，所以根据氧化复原反响中电子得失守恒原那么，可知氢气、碳、一氧化碳在反响中要失去等物质的量的电子。三者都失去4 mol电子时，氢气需要2 mol，质量是4 g；碳需要1 mol，质量是12 g；一氧化碳需要2 mol，质量是56 g。
【答案】 B
二、非选择题
11．冶炼金属一般有以下方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业中均有运用。
(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格。
火烧孔雀石炼铜
湿法炼铜
铅热法炼铬
从光卤石中炼镁
火烧孔雀石炼铜所发生反响的化学方程式为(写主要的两个)________、________。
(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：①________；②________；③________；④________。
【答案】 (1)①③③④
Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
(2)①Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
②3H2＋WO3W＋3H2O
③ 4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3
④2NaCl2Na＋Cl2↑
12．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号处需参加的相应物质分别是①________、②________、③________、④________、⑤________；
(2)写出①处发生反响的离子方程式______________________________________；
写出③处发生反响的化学方程式______________________________________；
(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红________；氧化铜________________。
【解析】 由工艺流程图示知，E为铁元素的离子，而A为铜、金的单质，通过过滤将铁元素与活泼性比它弱的铜、金别离出来，因此①处参加的物质为铁屑，发生的反响为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋；②处参加稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后的氯化亚铁溶液与含Fe2＋的E溶液相混合；③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金别离开；④处将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀，从而再受热分解得到氧化铜；⑤处参加氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解得到铁红(氧化铁)。
【答案】 (1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠
(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料
13．19世纪末，中国开始兴办近代钢铁工业。经过百余年艰苦曲折的开展历程，中国钢产量在20世纪末突破一亿吨，居世界第一位。完成以下问题。
(1)生铁是通过高炉冶炼而得，冶炼过程中一氧化碳复原赤铁矿的化学方程式为______________________________________。
(2)铁在一定条件下可与多种非金属单质反响。铁与氯气反响的化学方程式为______________________________________铁与硫反响的化学方程式为______________________________________。
(3)今有一铁屑和铝屑的混合物110 g，其中铝屑的质量分数为49%，试计算该混合物与适量稀硫酸反响能释放出多少升氢气(标准状况)。
【解析】 (1)赤铁矿的主要成分是Fe2O3，因其为赤红色而得名。
(2)Cl2的氧化性比S强，能将Fe氧化为＋3价，而S只能将Fe氧化成＋2价。
(3)混合物中含铝110 g×49%＝54 g，
含铁110 g－54 g＝56 g。
n(Fe)＝＝1.0 mol。
n(Al)＝＝2.0 mol。
依据反响式Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
那么2.0 mol铝与硫酸反响释放出3.0 mol氢气，1.0 mol铁与硫酸反响释放出1.0 mol氢气，共释放出氢气22.4 L·mol－1×4.0 mol＝89.6 L。
【答案】 (1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2)2Fe＋3Cl22FeCl3Fe＋SFeS
(3)89.6 L
14．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：
请答复以下问题：
(1)流程甲参加盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________。
(2)流程乙参加烧碱后生成SiO32－的离子方程式为________________________________。
(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并参加________________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途______________________________________。
(5)298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12。取适量的滤液B，参加一定量的烧碱至到达沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，那么此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________。
【解析】
那么滤液E、K中溶质的主要成分是NaHCO3，该物质可用于作发酵粉、制纯碱等。(5)由Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12＝c2(OH－)·c(Mg2＋)可推知：c(Mg2＋)＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1。
【答案】 (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案)
(4)NaHCO3 制纯碱(或作发酵粉等合理答案)
(5)5.6×10－10 mol·L－1
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