2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)跟蹤檢測（十八）4.1.1 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)跟蹤檢測(十八) 4.1.1 金屬礦物的開發(fā)利用 (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 一、選擇題(本題包括13小題，每小題5分，共65分) 1．下列說法中，正確的是(　　) A．簡單地說，金屬的冶煉就是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來 B．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被氧化 C．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被還原 D．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原 解析：選C。金屬冶煉的原理是利用氧化還原反應(yīng)，把金屬礦物中的金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)，因此，金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被還原。 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。下圖表示了3種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限。這3種金屬的應(yīng)用之所以有先后，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)性大小 解析：選D。金屬活動(dòng)性順序中，越靠后的金屬出現(xiàn)的年代越早，越靠前的金屬出現(xiàn)得越晚，說明金屬越活潑，越難冶煉。 3．下列各組物質(zhì)中，均能使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 解析：選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。 4．熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定是(　　) A．氧化還原反應(yīng) B．置換反應(yīng) C．復(fù)分解反應(yīng) D．分解反應(yīng) 解析：選A。熱還原法是用還原劑將金屬氧化物還原為金屬單質(zhì)，一定會(huì)涉及化合價(jià)的變化，所以一定是氧化還原反應(yīng)?？隙ú皇菑?fù)分解反應(yīng)和分解反應(yīng)，也不一定是置換反應(yīng)。 5．在熔融狀態(tài)下，Na與KCl存在可逆反應(yīng)：Na＋KClNaCl＋K，通過調(diào)整溫度，可利用Na來制取K。 物質(zhì) K Na KCl NaCl 熔點(diǎn)/℃ 63.6 97.8 770 801 沸點(diǎn)/℃ 774 883 1 500 1 413 根據(jù)上表的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，確定由Na與KCl反應(yīng)制取K的合適溫度為(　　) A．770 ℃ B．801 ℃ C．850 ℃ D．770～801 ℃ 解析：選C。本題要求通過控制溫度，使可逆反應(yīng)Na＋KClNaCl＋K向右進(jìn)行，制取K。由題表中的信息可知，在850 ℃時(shí)，Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)。由此可見，在850 ℃時(shí)，Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)的反應(yīng)體系中K不斷蒸發(fā)，可逆反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，達(dá)到了利用Na制取K的目的。 6．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是(　　) A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg B．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)Al C．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 解析：選B。Mg的活潑性強(qiáng)，不能用H2還原法制備Mg，而是用電解熔融MgCl2的方法制備；電解飽和食鹽水得到NaOH而不是Na；CuO加強(qiáng)熱分解生成Cu2O而不是Cu。 7．下列化學(xué)反應(yīng)在金屬冶煉工業(yè)中還沒有得到應(yīng)用的是(　　) A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑ C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 D．2Ag2O4Ag＋O2↑ 解析：選B。目前金屬鋁的制備方法是電解氧化鋁，其他選項(xiàng)中所涉及的內(nèi)容均符合理論和生產(chǎn)實(shí)際。 8．有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(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O3 解析：選B。CO和鐵的氧化物反應(yīng)時(shí)，氧化物中的1 mol O對(duì)應(yīng)1 mol CO2，每1 mol CO2對(duì)應(yīng)1 mol CaCO3，所以有下列的關(guān)系式：O～CO2～CaCO3。假設(shè)0.4 g該氧化物中含氧元素的質(zhì)量為x。 O　　～　CO2　～　CaCO3 16　　　　　　　　　100 x　　　　　　　　　0.75 g 解得x＝0.12 g n(Fe)∶n(O)＝∶＝2∶3。 故此氧化物的化學(xué)式為Fe2O3。 9．某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，它可用于某些金屬的冶煉。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(　　) 解析：選B。鎂條燃燒放出的熱量使金屬氧化物粉末和Al粉的溫度升高到一定值時(shí)，鋁熱反應(yīng)開始，鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，又使金屬氧化物粉末和Al粉的溫度迅速升高，鋁熱反應(yīng)速率大幅度增大。 10．冶煉金屬一般有以下四種方法：①焦炭還原法；②水煤氣法(或氫氣、一氧化碳還原法)；③活潑金屬置換法；④電解法。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石[Cu2(OH)2CO3]煉銅，(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻，(Ⅳ)從光鹵石(KClMgCl26H2O)中煉鎂。下列對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是(　　) A．(Ⅰ)①　　　　　　　 B．(Ⅱ)② C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④ 解析：選B。(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅是用樹木煅燒孔雀石，孔雀石分解后產(chǎn)生CuO，樹木變成焦炭后還原CuO得到Cu：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C2Cu＋CO2↑，符合①。(Ⅱ)濕法煉銅是我國西漢時(shí)期用鐵從銅的化合物溶液中置換出銅：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，符合③。(Ⅲ)鋁熱法煉鉻：2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3，符合③。(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂是先從光鹵石中得到MgCl2，再電解熔融的MgCl2得到Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，符合④。 11．二戰(zhàn)期間丹麥科學(xué)家玻爾被迫離開德軍占領(lǐng)的祖國。為了表明一定要返回祖國的決心，他把心愛的金質(zhì)諾貝爾獎(jiǎng)?wù)路旁谑⒂型跛?濃鹽酸與濃硝酸的混合物)的玻璃容器中：Au＋HNO3(濃)＋3HCl(濃)===AuCl3＋NO↑＋2H2O，戰(zhàn)后玻爾返回祖國，從溶液中提取出金，又重新鑄造成獎(jiǎng)?wù)?，下列方法中，不能從溶有黃金的王水中提取出金的方法是(　　) A．萃取 B．蒸發(fā)灼燒 C．用Fe置換 D．電解 解析：選A。Au是不活潑金屬，用鐵置換或電解的方法可以得到金；蒸發(fā)水分后可得到AuCl3固體，灼燒發(fā)生反應(yīng)：2AuCl32Au＋3Cl2↑。 12．氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是(　　) 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，1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9 mol e－ D．鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化 解析：選C。Fe3O4中3個(gè)Fe共顯＋8價(jià)，故1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移8 mol e－，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 13．用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1 mol，消耗鋁最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4 解析：選D。用鋁熱法還原金屬氧化物時(shí)，Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，顯然，在氧化物中金屬化合價(jià)越高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需得到的電子越多，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。以上金屬氧化物中金屬的化合價(jià)分別為Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋)，則Co化合價(jià)最低，消耗鋁最少。 二、非選擇題(本題包括4小題，共35分) 14．(8分)冶煉金屬常用以下幾種方法： ①以C、CO或H2作還原劑的熱還原法?、诶娩X熱反應(yīng)原理還原的鋁熱法?、垭娊夥ā、軣岱纸夥? 下列金屬各采用哪種方法還原最佳(用序號(hào)填寫下列空白)： (1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________。 (2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬________。 (3)Hg、Ag等不活潑金屬________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬________。 解析：非?；顫姷慕饘?，如Na、Mg、Al用電解法冶煉；不活潑的金屬，如Hg、Ag用熱分解法冶煉，較活潑的金屬，如Fe、Zn、Cu用熱還原法冶煉；難熔金屬如V、Cr、Mn、W等用鋁熱反應(yīng)冶煉。 答案：(1)①　(2)③　(3)④　(4)② 15．(8分)下圖是一氧化碳還原鐵的氧化物的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題： (1)判斷硬質(zhì)玻璃管中已開始發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是_____________________________________； 反應(yīng)過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________________________________。 (2)在A處點(diǎn)燃可見淡藍(lán)色火焰的原因是______________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)正確的操作是________(填序號(hào))。 ①先停止通入CO ②先熄滅酒精燈，并繼續(xù)通入CO ③熄滅酒精燈，同時(shí)停止通入CO ④先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入CO，并點(diǎn)燃排出的CO氣體 解析：(1)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，故硬質(zhì)玻璃管中紅棕色固體變黑。 (2)CO有毒，污染環(huán)境，應(yīng)在A處點(diǎn)燃，而CO燃燒時(shí)，火焰呈淡藍(lán)色。 (3)實(shí)驗(yàn)過程中若先停止通CO，則生成的鐵可能被氧化，而且可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象，故應(yīng)先熄滅酒精燈，繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻，并點(diǎn)燃排出的CO氣體，以防污染環(huán)境。 答案：(1)B中澄清石灰水變渾濁　玻璃管里的粉末由紅棕色逐漸變成黑色，B中澄清石灰水變渾濁 (2)從A導(dǎo)管逸出的尾氣中有未反應(yīng)的CO，而CO燃燒時(shí)，火焰呈淡藍(lán)色　(3)④ 16．(8分)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究，對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點(diǎn)/℃ 660 2 054 1 535 1 565 沸點(diǎn)/℃ 2 467 2 980 2 750 … (1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物可能是鐵鋁合金。理由是__________________________________。 (2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)用的試劑是________，反應(yīng)的離子方程式是____________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)室欲溶解該熔融物，下列試劑中最好選用________(填字母)。 A．濃硫酸　　　　B．稀硫酸　　　　C．稀硝酸 D．濃硝酸　　　　E．氫氧化鈉溶液 解析：根據(jù)表中所列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知鋁的熔點(diǎn)低于鐵的熔點(diǎn)，故當(dāng)鐵熔化時(shí)，適當(dāng)?shù)匿X與鐵熔合在一起形成鐵鋁合金。依據(jù)Fe、Al的熔點(diǎn)和在酸、堿中的反應(yīng)來分析。要證明鐵鋁合金中有鋁，選擇NaOH溶液；要溶解鐵鋁合金，選擇稀H2SO4為宜，因?yàn)闈釮2SO4、濃HNO3使Fe、Al鈍化，F(xiàn)e、Al與稀HNO3反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氮氧化物污染環(huán)境，NaOH溶液不溶解鐵。 答案：(1)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，故熔融物可能是液態(tài)的鐵鋁熔合形成的合金 (2)NaOH溶液　2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑　(3)B 17．(11分)金屬鈦具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)，并逐步進(jìn)入了化工、船舶、汽車、體育器材，醫(yī)療等民用領(lǐng)域，并顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。還原法是工業(yè)上冶煉鈦的常用方法之一，該方法是以金紅石(主要含TiO2)為原料來制取，其主要工藝流程如下： 試回答下列問題： (1)已知反應(yīng)①通常在800～900 ℃的條件下進(jìn)行，產(chǎn)物中有一種可燃性無色氣體，其中當(dāng)有1 mol Cl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑的物質(zhì)的量為________mol。 (2)反應(yīng)②通常在800 ℃的條件下進(jìn)行，通入氬氣的目的是 __________________________________________； 分離反應(yīng)②的產(chǎn)物所得到的海綿鈦中?；煊猩倭侩s質(zhì)，應(yīng)如何除去雜質(zhì)？ ______________________________________(簡述操作過程)。 (3)在上述工藝流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_______________________________。 解析：(1)反應(yīng)①的反應(yīng)物為TiO2、C、Cl2，結(jié)合流程圖知有TiCl4生成，利用原子守恒及題給信息可知另一氣體產(chǎn)物是CO，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO，在反應(yīng)中C被Cl2氧化，當(dāng)有1 mol Cl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑(C)的物質(zhì)的量為1 mol。(2)反應(yīng)②中反應(yīng)物Mg以及產(chǎn)物Ti在高溫下都易被空氣中的氧氣氧化，所以通入氬氣的目的是防止鎂和鈦在高溫條件下被空氣中的氧氣氧化；此法制得的金屬鈦中含有少量金屬鎂，結(jié)合鎂和鈦(題中信息：鈦耐腐蝕)性質(zhì)，可知可采用鹽酸或硫酸酸洗鎂和鈦的混合物即可除去Mg。(3)由流程圖知可循環(huán)使用的物質(zhì)為Cl2、Mg以及海綿鈦除雜時(shí)生成的MgCl2等。 答案：(1)1　(2)氬氣作保護(hù)氣，防止鎂、鈦被氧化　將海綿鈦置于鹽酸中酸洗，然后過濾即可得純凈的鈦　(3)Cl2、Mg和MgCl2