2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)分層作業(yè)18 金屬礦物的開發(fā)利用 新人教版必修2.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(十八)　金屬礦物的開發(fā)利用 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練] 1．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法不正確的是(　　) A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同 B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融氯化物制得的 C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子 D．越活潑的金屬越難冶煉 B　[合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同，如硬度、強(qiáng)度更大、熔點(diǎn)更低等，A項(xiàng)正確；因AlCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，冶煉鋁應(yīng)用電解Al2O3(熔融)的方法，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬冶煉的實(shí)質(zhì)就是把金屬陽(yáng)離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽(yáng)離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D兩項(xiàng)正確。] 2．從石器、青銅器到鐵器時(shí)代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。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)高低 D．金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱 D　[金屬越活潑越難冶煉，開發(fā)利用的年代越晚。] 3．化學(xué)學(xué)科的發(fā)展對(duì)人類文明進(jìn)步起到了極為重要的作用。下列認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A．人類對(duì)金、銀、銅、鐵、鋁的認(rèn)識(shí)與其在自然界的分布無(wú)關(guān) B．人類解決吃、穿、住、行最有效的方法就是大力開發(fā)石油及其產(chǎn)品 C．工業(yè)上可用電解熔融態(tài)的MgCl2、AlCl3來(lái)制備Mg、Al D．工業(yè)上可用空氣、Cu、稀硫酸來(lái)制備CuSO4 D　[選項(xiàng)A，人類對(duì)金屬的認(rèn)識(shí)與其在自然界中的分布有著密切的關(guān)系。選項(xiàng)B，石油是不可再生資源，總有一天，石油會(huì)消耗殆盡，它不是解決人類吃、穿、住、行最有效的方法。選項(xiàng)C，AlCl3是共價(jià)化合物，熔融AlCl3不導(dǎo)電。選項(xiàng)D，將銅粉放在稀硫酸中，不斷通入空氣，加熱即可生成CuSO4。] 4.如圖是鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)該反應(yīng)的下列說(shuō)法中一定正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722214】 A．a(chǎn)為鎂條 B．b為氧化鐵與鋁粉的混合物 C．2 mol氧化劑參與反應(yīng)則電子轉(zhuǎn)移6NA個(gè)(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)) D．還原劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 A　[鋁與氧化鐵的鋁熱反應(yīng)為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。A項(xiàng)，a為鎂條，起引燃作用，故A正確；B項(xiàng)，b為氯酸鉀，作氧化劑，以保證鎂條的繼續(xù)燃燒，同時(shí)放出足夠的熱量引發(fā)氧化鐵和鋁粉的反應(yīng)，其中C為氧化物與鋁粉的混合物，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，該反應(yīng)中氧化劑是氧化鐵，2 mol氧化劑參與反應(yīng)則電子轉(zhuǎn)移12NA個(gè)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該反應(yīng)中還原劑是鋁，氧化產(chǎn)物是氧化鋁，還原劑和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1，故D錯(cuò)誤。] 5．我國(guó)古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶煉方法是(　　) A．焦炭還原法　　　　 B．濕法煉銅 C．鋁熱還原法 D．電解冶煉法 A　[火燒孔雀石和焦炭混合物發(fā)生的反應(yīng)為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C2Cu＋CO2↑，屬于焦炭還原法。] 6．金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的金屬鋰能釋放出更多的電子，故常用來(lái)制造高能量電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則下列能冶煉出金屬鋰的方法是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722215】 A．電解法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．鋁熱法 A　[Na、Mg冶煉用電解法，故鋰也用電解法。] 7．下列各組物質(zhì)中，均能將Fe2O3還原成單質(zhì)鐵的是(　　) A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2 D　[Fe是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，用強(qiáng)還原劑(如Al、C、H2、CO等)在一定條件下都能把鐵從其氧化物中還原出來(lái)。] 8．下列冶煉方法中，不能將化合物中的金屬元素還原為金屬單質(zhì)的是(　　) A．加熱Al2O3 B．加熱HgO C．電解熔融NaCl D．鋁粉和Fe2O3共熱 A　[Al2O3加熱不能分解生成Al單質(zhì)。] 9．工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的，高爐煉鐵的主要反應(yīng)是： ①2C(焦炭)＋O2(空氣)2CO ②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 該煉鐵工藝中，對(duì)焦炭的實(shí)際使用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需，其主要原因是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722216】 A．CO過(guò)量 B．CO與鐵礦石接觸不充分 C．煉鐵高爐的高度不夠 D．CO與Fe2O3的反應(yīng)有一定限度 D　[高爐煉鐵的反應(yīng)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2為可逆反應(yīng)，所以對(duì)焦炭的實(shí)際使用量要遠(yuǎn)高于按化學(xué)方程式計(jì)算所需，這樣可以提高CO的濃度，促進(jìn)該反應(yīng)正向移動(dòng)。] [教師獨(dú)具] 下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)實(shí)際的是(　　) A．2Ag2O4Ag＋O2↑ B．4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3 C．2MgO2Mg＋O2↑ D．2CuO＋C2Cu＋CO2↑ C　[根據(jù)金屬的活動(dòng)性和特點(diǎn)，這四種金屬選用的冶煉方法看似都正確，但是工業(yè)上冶煉鎂時(shí)，并不是電解熔融的氧化鎂，而是電解熔融的氯化鎂。因?yàn)檠趸V的熔點(diǎn)很高，與電解熔融的氯化鎂相比會(huì)消耗更多的能量。] 10．用如圖所示的裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722217】 (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________， 在該反應(yīng)中________是氧化劑，________是還原劑，該反應(yīng)稱為________反應(yīng)。 (2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(把序號(hào)填寫在橫線上)：________。 ①鎂帶劇烈燃燒；②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；③紙漏斗的下部被燒穿；④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。 【解析】　(1)鋁熱反應(yīng)為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，該反應(yīng)中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。 (2)①②③④全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。 【答案】　(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe　Fe2O3　 Al　鋁熱　(2)①②③④ 11．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＋2H2O ②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4 ③H2TiO3TiO2＋H2O ④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4↑＋2CO↑ ⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti (1)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) (2)鈦具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，以下對(duì)其原因的分析正確的是________。 A．鈦是像金、鉑一樣的不活潑金屬 B．金屬鈦的表現(xiàn)易形成致密的氧化膜 C．鈦與氧氣、酸等腐蝕劑不反應(yīng) D．鈦有很高的強(qiáng)度 【解析】　(1)在反應(yīng)①中沒(méi)有化合價(jià)的變化，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，鎂是還原劑，鈦是還原產(chǎn)物，所以鎂的還原性強(qiáng)于鈦。 (2)題目中一開始就指出：鈦是一種活潑的金屬，但是鈦耐腐蝕性強(qiáng)，聯(lián)系金屬鋁的性質(zhì)，鋁表面易形成致密的保護(hù)膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，以此類推鈦，很容易選擇B。 【答案】　(1)C　(2)B [沖A挑戰(zhàn)練] 12．0.4 g鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g 沉淀。這種鐵的氧化物的化學(xué)式是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722218】 A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O3 B　[CO和鐵的氧化物反應(yīng)時(shí)，氧化物中的一個(gè)氧原子可以生成一個(gè)CO2分子，每一個(gè)CO2分子可以生成一個(gè)CaCO3，所以有下列的關(guān)系式，假設(shè)0.4 g該氧化物中含x g氧原子 O～CO2～CaCO3 16　　　　100 x g　 　 0.75 g 解得x＝0.12， N(Fe)∶N(O)＝：＝2∶3。] 13．鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，自遠(yuǎn)古時(shí)代人類就學(xué)會(huì)了煉鐵，到目前為止，人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)煉鐵的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)裝置如下： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722219】 (1)寫出得到單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中看到玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證生成了單質(zhì)鐵： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)裝置末端氣球的作用： ____________________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)該先停止加熱還是先停止通入CO？原因是什么？ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　(2)檢驗(yàn)是否生成鐵單質(zhì)，在反應(yīng)結(jié)束后，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻，取少量放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體(H2)，則證明生成了單質(zhì)鐵。(3)反應(yīng)結(jié)束后，得到的鐵還是熾熱的，若先停止通入CO，會(huì)導(dǎo)致鐵又被氧化，所以，應(yīng)該先停止加熱，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后，再停止通入CO。 【答案】　(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 (2)取少量粉末放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，則證明生成了單質(zhì)鐵(答案合理即可) (3)收集CO，防止污染空氣　先停止加熱，防止生成的鐵再次被氧化 14．鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵儲(chǔ)量居世界首位。含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如下： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722220】 (1)步驟①加Fe的目的是________；步驟②冷卻的目的是____________________________________________________________。 (2)上述制備TiO2的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是________；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)加入________處理。 (3)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)鈦(Ti)，涉及的步驟為 ―→ 反應(yīng)TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是____________________________________________________________。 【解析】　(1)分析框圖知，鐵最終轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)品綠礬，所以要將＋3價(jià)Fe轉(zhuǎn)化為＋2價(jià)Fe，降溫減小FeSO47H2O的溶解度，有利于綠礬結(jié)晶。 (2)水浸后發(fā)生的離子反應(yīng)為TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，廢液主要呈酸性，所以應(yīng)加入CaO、CaCO3或堿。 (3)高溫下Ti和Mg易與空氣中O2、N2等反應(yīng)，故應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行。 【答案】　(1)將Fe3＋還原為Fe2＋　析出綠礬 (FeSO47H2O) (2)綠礬(FeSO47H2O)　生石灰(或碳酸鈣、廢堿) (3)防止高溫下鎂或鈦與O2、N2等反應(yīng)