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

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課時分層作業(yè)(十八)　金屬礦物的開發(fā)利用 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標練] 1．金屬材料在日常生活以及生產中有著廣泛的應用。下列關于金屬的一些說法不正確的是(　　) A．合金的性質與其組成金屬的性質不完全相同 B．工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融氯化物制得的 C．金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D．越活潑的金屬越難冶煉 B　[合金的性質與其組成金屬的性質不完全相同，如硬度、強度更大、熔點更低等，A項正確；因AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，冶煉鋁應用電解Al2O3(熔融)的方法，B項錯誤；金屬冶煉的實質就是把金屬陽離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D兩項正確。] 2．從石器、青銅器到鐵器時代，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．金屬的導電性強弱　 B．金屬在地殼中的含量多少 C．金屬的化合價高低 D．金屬的活動性強弱 D　[金屬越活潑越難冶煉，開發(fā)利用的年代越晚。] 3．化學學科的發(fā)展對人類文明進步起到了極為重要的作用。下列認識正確的是(　　) A．人類對金、銀、銅、鐵、鋁的認識與其在自然界的分布無關 B．人類解決吃、穿、住、行最有效的方法就是大力開發(fā)石油及其產品 C．工業(yè)上可用電解熔融態(tài)的MgCl2、AlCl3來制備Mg、Al D．工業(yè)上可用空氣、Cu、稀硫酸來制備CuSO4 D　[選項A，人類對金屬的認識與其在自然界中的分布有著密切的關系。選項B，石油是不可再生資源，總有一天，石油會消耗殆盡，它不是解決人類吃、穿、住、行最有效的方法。選項C，AlCl3是共價化合物，熔融AlCl3不導電。選項D，將銅粉放在稀硫酸中，不斷通入空氣，加熱即可生成CuSO4。] 4.如圖是鋁熱反應的實驗裝置，有關該反應的下列說法中一定正確的是(　　) 【導學號：43722214】 A．a為鎂條 B．b為氧化鐵與鋁粉的混合物 C．2 mol氧化劑參與反應則電子轉移6NA個(設NA為阿伏加德羅常數(shù)) D．還原劑與氧化產物的物質的量之比為1∶2 A　[鋁與氧化鐵的鋁熱反應為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。A項，a為鎂條，起引燃作用，故A正確；B項，b為氯酸鉀，作氧化劑，以保證鎂條的繼續(xù)燃燒，同時放出足夠的熱量引發(fā)氧化鐵和鋁粉的反應，其中C為氧化物與鋁粉的混合物，故B錯誤；C項，2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，該反應中氧化劑是氧化鐵，2 mol氧化劑參與反應則電子轉移12NA個，故C錯誤；D項，該反應中還原劑是鋁，氧化產物是氧化鋁，還原劑和氧化產物的物質的量之比為2∶1，故D錯誤。] 5．我國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，等質量的金屬鋰能釋放出更多的電子，故常用來制造高能量電池。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(　　) 【導學號：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．下列各組物質中，均能將Fe2O3還原成單質鐵的是(　　) A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2 D　[Fe是化學性質較活潑的金屬，用強還原劑(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。] 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。] 9．工業(yè)煉鐵是在高爐中進行的，高爐煉鐵的主要反應是： ①2C(焦炭)＋O2(空氣)2CO ②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 該煉鐵工藝中，對焦炭的實際使用量要遠遠高于按照化學方程式計算所需，其主要原因是(　　) 【導學號：43722216】 A．CO過量 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的反應有一定限度 D　[高爐煉鐵的反應Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2為可逆反應，所以對焦炭的實際使用量要遠高于按化學方程式計算所需，這樣可以提高CO的濃度，促進該反應正向移動。] [教師獨具] 下列反應原理不符合工業(yè)實際的是(　　) A．2Ag2O4Ag＋O2↑ B．4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3 C．2MgO2Mg＋O2↑ D．2CuO＋C2Cu＋CO2↑ C　[根據(jù)金屬的活動性和特點，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，并不是電解熔融的氧化鎂，而是電解熔融的氯化鎂。因為氧化鎂的熔點很高，與電解熔融的氯化鎂相比會消耗更多的能量。] 10．用如圖所示的裝置做鋁熱反應實驗，回答下列問題： 【導學號：43722217】 (1)寫出該反應的化學方程式： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________， 在該反應中________是氧化劑，________是還原劑，該反應稱為________反應。 (2)選出該實驗的實驗現(xiàn)象(把序號填寫在橫線上)：________。 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)皿內的細沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。 【解析】　(1)鋁熱反應為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，該反應中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。 (2)①②③④全為該鋁熱反應的現(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、熔點高、可塑性強、機械強度高等性能。工業(yè)上常用硫酸分解鐵鈦礦石來制備二氧化鈦，用以冶煉鈦，主要有以下五個反應： ①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O ②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4 ③H2TiO3TiO2＋H2O ④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4↑＋2CO↑ ⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti (1)針對以上五個反應，下列敘述錯誤的是________。 A．反應①是非氧化還原反應 B．反應②生成了兩種酸 C．反應④中的TiO2是氧化劑 D．反應⑤表現(xiàn)了金屬鎂比金屬鈦的還原性強 (2)鈦具有很強的耐腐蝕性，以下對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 D．鈦有很高的強度 【解析】　(1)在反應①中沒有化合價的變化，反應②中，化學式H2TiO3符合酸的一般化學式，它是鈦酸的化學式；反應④中，鈦元素的化合價保持不變，氯氣是氧化劑，碳是還原劑；反應⑤，鎂是還原劑，鈦是還原產物，所以鎂的還原性強于鈦。 (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，聯(lián)系金屬鋁的性質，鋁表面易形成致密的保護膜，阻止反應繼續(xù)進行，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式是(　　) 【導學號：43722218】 A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O3 B　[CO和鐵的氧化物反應時，氧化物中的一個氧原子可以生成一個CO2分子，每一個CO2分子可以生成一個CaCO3，所以有下列的關系式，假設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．鐵是應用最廣泛的金屬，自遠古時代人類就學會了煉鐵，到目前為止，人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學習小組同學在實驗室中模擬工業(yè)煉鐵的過程，實驗裝置如下： 【導學號：43722219】 (1)寫出得到單質鐵的化學方程式： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)實驗過程中看到玻璃管內的粉末由紅棕色逐漸變黑，請設計一個實驗來驗證生成了單質鐵： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)裝置末端氣球的作用： ____________________________________________________________。 實驗結束時，應該先停止加熱還是先停止通入CO？原因是什么？ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　(2)檢驗是否生成鐵單質，在反應結束后，待玻璃管內的固體冷卻，取少量放于試管中，加少量鹽酸，若產生無色無味氣體(H2)，則證明生成了單質鐵。(3)反應結束后，得到的鐵還是熾熱的，若先停止通入CO，會導致鐵又被氧化，所以，應該先停止加熱，待玻璃管內的固體冷卻后，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，若產生無色無味氣體，則證明生成了單質鐵(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，我國的鈦鐵儲量居世界首位。含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如下： 【導學號：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的過程中，可以利用的副產物是________；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應加入________處理。 (3)由金紅石(TiO2)制取單質鈦(Ti)，涉及的步驟為 ―→ 反應TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar氣氛中進行的理由是____________________________________________________________。 【解析】　(1)分析框圖知，鐵最終轉化成副產品綠礬，所以要將＋3價Fe轉化為＋2價Fe，降溫減小FeSO47H2O的溶解度，有利于綠礬結晶。 (2)水浸后發(fā)生的離子反應為TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，廢液主要呈酸性，所以應加入CaO、CaCO3或堿。 (3)高溫下Ti和Mg易與空氣中O2、N2等反應，故應在Ar氣氛中進行。 【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