2024高中化學(xué)課下能力提升十七金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用精練含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用一、選擇題1．下列說(shuō)法中，不正確的是()A．金屬的冶煉，就是利用氧化還原反應(yīng)原理，在肯定條件下將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)B．冶煉金屬時(shí)，必需加入一種物質(zhì)作為還原劑C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是被還原D．金屬單質(zhì)被發(fā)覺(jué)和應(yīng)用得越早，其活動(dòng)性一般越弱2．下列各組物質(zhì)中，均能使Fe2O3還原成單質(zhì)鐵的是()A．O2、H2B．CO、CC．CO2、H2OD．Al、Cu3．成語(yǔ)、詩(shī)詞話科學(xué)——對(duì)下列成語(yǔ)或詩(shī)句所描述現(xiàn)象的說(shuō)明，你認(rèn)為錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)成語(yǔ)或詩(shī)句用化學(xué)學(xué)問(wèn)說(shuō)明A唐代李白詩(shī)句“風(fēng)吹柳花滿店香”這是生活中常見(jiàn)的一種分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)B“烈火見(jiàn)真金”金的性質(zhì)穩(wěn)定，在烈火中也不會(huì)發(fā)生反應(yīng)C明代于謙詩(shī)句“粉身碎骨渾不怕”它指石灰石碾碎成粉末狀的物理改變過(guò)程D成語(yǔ)“百煉成鋼”通過(guò)反復(fù)錘煉，削減鐵合金中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)4．鋁能用于冶煉一些金屬(如釩、鉻、錳等)，這是因?yàn)殇X()A．既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)B．導(dǎo)電性好C．熔點(diǎn)低D．還原性，在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量5．工業(yè)制備鋁一般是通過(guò)鋁土礦制得純凈的Al2O3，然后得到鋁。而不是電解氯化鋁，其主要緣由是()A．AlCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電B．電解AlCl3生成的Cl2會(huì)污染大氣C．用氫氣還原氧化鋁即可得到鋁D．AlCl3不存在6．下列金屬的冶煉過(guò)程中，需加入還原劑的是()A．HgO→HgB．Al2O3→AlC．Ag2O→AgD．CuSO4→Cu7．下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是()選項(xiàng)冶煉原理方法A2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑熱分解法B2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑電解法CCu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2熱分解法DFe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3熱還原法8．(2024·信陽(yáng)高一檢測(cè))用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是()A．MnO2B．WO3C．Cr2O3D．Co3O49．冶煉金屬一般有下列4種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣、一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。這4種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：Ⅰ.火燒孔雀石煉銅；Ⅱ.濕法煉銅?，F(xiàn)代有：Ⅲ.鋁熱法煉鉻；Ⅳ.從光鹵石(MgCl2·6H2O)中煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法的分類，不正確的是()A．Ⅰ，①B．，②C．，③D．Ⅳ，④10．(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是()A．氫氣通過(guò)灼熱的CuO粉末B．二氧化碳通過(guò)Na2O2粉末C．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)D．將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液11．(2024·廣州高一檢測(cè))氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說(shuō)法不正確的是()A．電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應(yīng)中，鈉離子被還原，氯離子被氧化B．濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C．用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1molFe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9mole－D．鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化12．鈦是一種活潑金屬，具有密度小、熔點(diǎn)高、可塑性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高等性能。工業(yè)上常用硫酸分解鐵鈦礦石來(lái)制備二氧化鈦，用以冶煉鈦，主要有以下五個(gè)反應(yīng)：①FeTiO3＋2H2SO4=TiOSO4＋FeSO4＋2H2O②TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4③H2TiO3TiO2＋H2O④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti針對(duì)以上五個(gè)反應(yīng)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)①是非氧化還原反應(yīng)B．反應(yīng)②生成了兩種酸C．反應(yīng)④中的TiO2是氧化劑D．反應(yīng)⑤表現(xiàn)了金屬鎂比金屬鈦的還原性強(qiáng)二、非選擇題13．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下試驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)①引發(fā)鋁熱反應(yīng)的試驗(yàn)操作是_________，產(chǎn)物中單質(zhì)B是________。(2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________、_____________。(3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________、___________。14．孔雀石的主要成分為CuCO3·Cu(OH)2，某同學(xué)設(shè)計(jì)從孔雀石中冶煉金屬銅的方案如下：①將孔雀石粉碎后加過(guò)量的稀硫酸②將反應(yīng)后的混合物過(guò)濾③向?yàn)V液中加入一種金屬粉末依據(jù)上述試驗(yàn)方案，試回答：(1)第①步反應(yīng)中的現(xiàn)象為_(kāi)______________。(2)第③步中加入的金屬粉末是________，理由是_______________。(3)若向?yàn)V液中加入過(guò)量生石灰后，過(guò)濾，將沉淀加熱灼燒后再通入________氣體，可制得較純凈的銅。15．以鋁土礦(主要成分氧化鋁)、鹽酸、氨水為主要原料制備金屬鋁，反應(yīng)原理如下：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl，2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O，__________________________(完成該反應(yīng))，并指出該反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氧氣，冶煉出鋁的物質(zhì)的量是________mol，利用冶煉出的鋁在高溫下與氧化鐵反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。16．(2024·山東濱州高一檢測(cè))如圖所示，A、B、C、D、E是單質(zhì)，G、H、I、F是B、C、D、E分別和A形成的化合物。已知：①反應(yīng)C＋Geq\o(→,\s\up7(高溫))B＋H能放出大量的熱，該反應(yīng)曾應(yīng)用于鐵軌的焊接；②I是一種常見(jiàn)的溫室氣體，它和E可以發(fā)生反應(yīng)：2E＋I(xiàn)eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2F＋D，F(xiàn)中E元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)B是一種單質(zhì)，其元素在周期表中的位置是________。(2)化合物I的電子式______________。(3)1.6gG溶于鹽酸，得到的溶液與銅粉完全反應(yīng)，計(jì)算至少所需的銅粉的質(zhì)量________。(4)C與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________，反應(yīng)后溶液與過(guò)量化合物Ⅰ反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________。(5)E在I中燃燒的方程式為_(kāi)______________________。17．黃銅礦(CuFeS2)是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫和鐵的化合物。(1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2＋21O2eq\o(=,\s\up7(高溫))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為＋2，反應(yīng)中被還原的元素是________(填元素符號(hào))。(2)上述冶煉過(guò)程產(chǎn)生大量SO2。下列處理方案中合理的是________(填序號(hào))。a．高空排放b．用于制備硫酸c．用純堿溶液汲取制Na2SO3d．用濃硫酸汲取(3)利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。方法為：①用稀鹽酸浸取爐渣，過(guò)濾。②濾液先氧化，再加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3。依據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：a．除去Al3＋的離子方程式是______________。b．選用供應(yīng)的試劑，設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO。供應(yīng)的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所選試劑為_(kāi)_________。證明爐渣中含有FeO的試驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)_______________。課下實(shí)力提升(十七)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1．解析：選B金屬的冶煉是將金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，A項(xiàng)正確；有的金屬化合物在發(fā)生氧化還原反應(yīng)冶煉金屬的時(shí)候，自身既作氧化劑又作還原劑，不須要另加還原劑，如HgO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬元素在化合物中肯定顯正價(jià)，當(dāng)變成金屬單質(zhì)后，化合價(jià)就變?yōu)?，所以是被還原，C項(xiàng)正確；金屬被發(fā)覺(jué)和應(yīng)用得早，說(shuō)明該金屬簡(jiǎn)單被還原，從而也說(shuō)明這些金屬的活動(dòng)性一般是較弱的，D項(xiàng)正確。2．解析：選B還原性強(qiáng)的物質(zhì)(如Al、C、H2、CO等)在肯定條件下都能把鐵從其氧化物中還原出來(lái)。A中，O2是氧化劑；C中，CO2無(wú)還原性，D中，Cu活潑性比Fe弱。3．解析：選C詩(shī)句“粉身碎骨渾不怕”，描述的是生石灰遇水由塊狀變成粉末狀的過(guò)程，是化學(xué)過(guò)程。4．解析：選D鋁能用于冶煉一些金屬，是因?yàn)殇X有較強(qiáng)的金屬性，可以將一些金屬性較它弱的金屬置換出來(lái)。另外，在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量，使反應(yīng)體系維持在高溫狀態(tài)，可以把一些金屬性較弱的金屬?gòu)乃鼈冸y熔的金屬氧化物中置換出來(lái)。5．解析：選AAlCl3是共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電，A正確；生成Cl2會(huì)污染大氣，但不是主要因素，B錯(cuò)誤；鋁是活潑金屬只能利用電解法制取，C錯(cuò)誤；固體、溶液中均存在氯化鋁，D錯(cuò)誤。6．解析：選D在冶煉金屬的方法中，只有熱還原法須要加入還原劑。這種方法適合冶煉金屬活動(dòng)性依次表中間部分的金屬如Fe、Cu，而后面的金屬如Hg、Ag適合用熱分解法，前面的金屬如Al適合用電解法。7．解析：選C活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉，故A、B、D正確。C錯(cuò)誤，C項(xiàng)為火法煉銅。8．解析：選D不必逐一寫(xiě)出化學(xué)方程式，分析金屬元素的化合價(jià)改變即可。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，明顯在氧化物中金屬化合價(jià)越高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需獲得的電子數(shù)越多，消耗鋁越多；金屬化合價(jià)越低，得電子數(shù)越少，消耗鋁越少。選項(xiàng)供應(yīng)的金屬氧化物中，金屬的化合價(jià)分別為：Mn(＋4)，W(＋6)，Cr(＋3)，Coeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(＋\f(8,3)))。Co化合價(jià)最低，消耗鋁最少。9．解析：選BⅠ、、、Ⅳ發(fā)生的反應(yīng)分別是：Ⅰ.Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2OC＋2CuO2Cu＋CO2↑.Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu.2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2CrⅣ.先從光鹵石中提取MgCl2，再電解熔融的MgCl2；MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。則Ⅰ屬于方法①，屬于方法③，屬于方法③，Ⅳ屬于方法④。10．解析：選B四個(gè)選項(xiàng)的反應(yīng)方程式及固體物質(zhì)質(zhì)量改變?nèi)缦拢篈．H2＋CuOCu＋H2O，固體質(zhì)量減小。8064B．2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2，固體質(zhì)量增大。156212C．2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe，固體質(zhì)量不變。D．Zn＋Cu(NO3)2=Cu＋Zn(NO3)2，固體質(zhì)量減小。656411．解析：選CFe3O4中3個(gè)Fe共顯＋8價(jià)，故1molFe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移8mole－，C項(xiàng)錯(cuò)誤。12．解析：選C在反應(yīng)①中沒(méi)有化合價(jià)的改變，反應(yīng)②中，化學(xué)式H2TiO3符合酸的一般化學(xué)式，它是鈦酸的化學(xué)式。反應(yīng)④中，鈦元素的化合價(jià)保持不變，氯氣是氧化劑，碳是還原劑，反應(yīng)⑤中，鎂是還原劑，鈦是還原產(chǎn)物，所以鎂的還原性強(qiáng)于鈦。13．解析：MgO不能與鋁發(fā)生置換反應(yīng)，所以①發(fā)生的反應(yīng)是Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。②中發(fā)生的反應(yīng)是Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O。③中發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋2FeCl3=3FeCl2，F(xiàn)e＋2HCl=FeCl2＋H2↑。④中加入KSCN溶液不變色，說(shuō)明Fe3＋完全被還原為Fe2＋，溶液D為MgCl2、FeCl2的混合液。答案：(1)加少量KClO3，插上鎂帶并將其點(diǎn)燃Fe(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2OMgO＋2HCl=MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋14．解析：孔雀石的主要成分是堿式碳酸銅，當(dāng)加入過(guò)量稀硫酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)，固體漸漸溶解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w、水和硫酸銅；為冶煉金屬銅，可加入過(guò)量的鐵粉，把銅從硫酸銅溶液中置換出來(lái)；若向?yàn)V液中加入過(guò)量生石灰后生成氫氧化銅，過(guò)濾，將氫氧化銅加熱后生成氧化銅，通入氫氣生成銅和水。答案：(1)固體溶解，有無(wú)色氣體生成，溶液變成藍(lán)色(2)Fe鐵的活潑性比銅強(qiáng)，可從溶液中置換出銅(3)氫氣15．以鋁土礦(主要成分氧化鋁)、鹽酸、氨水為主要原料制備金屬鋁，反應(yīng)原理如下：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl，2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O，__________________________(完成該反應(yīng))，并指出該反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氧氣，冶煉出鋁的物質(zhì)的量是________mol，利用冶煉出的鋁在高溫下與氧化鐵反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。解析：據(jù)給出的反應(yīng)可知最終一步是電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，化學(xué)方程式是2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，該反應(yīng)中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氧氣，即氧氣是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，故冶煉出鋁的物質(zhì)的量是0.3mol×4÷3＝0.4mol，冶煉出的鋁在高溫下與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。答案：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑0.42Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O316．解析：依據(jù)①可知，這是鋁熱反應(yīng)，所以C是鋁，則H是氧化鋁，A是氧氣，G是三氧化