《2017高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源 金属矿物的开发利用课时训练 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属矿物和海水资源 金属矿物的开发利用课时训练 新人教版必修2（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时训练21金属矿物的开发利用一、金属的存在1.下列金属在自然界中以游离态存在的是() A.NaB.MgC.AlD.Au解析:金属在自然界中的存在状态与其化学活动性有关,化学性质活泼的金属在自然界中总是以化合态存在,而化学性质不活泼的金属在自然界中可以以游离态存在。答案:D二、金属的冶炼2.下列物质在冶炼金属的过程中,通常需要加入还原剂的是()A.HgOB.Al2O3C.Fe2O3D.NaCl解析:在冶炼金属的三种方法中,只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适用于冶炼位于金属活动性顺序中间部分的金属,后面的适合用热分解法,前面的适合用电解法冶炼。答案:C3.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原
2、法和电解法。你认为选择方法的主要依据是()A.金属在自然界的存在形式B.金属元素在地壳中的含量C.金属熔点高低D.金属阳离子得电子的能力解析:选择冶炼金属的方法是根据金属的活动性,金属冶炼是金属阳离子得电子的过程,即金属冶炼方法与金属阳离子得电子能力有关。答案:D4.下列说法不正确的是()A.有些活泼金属,如铝可作热还原法的还原剂B.用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D.回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析:铝可作还原剂冶炼一些高熔点的金属,A项正确;电解NaCl溶液不能得到Na,应用电解熔融NaCl的方法得到Na,B项正确;铝是活泼金属
3、,应用电解熔融Al2O3的方法制取铝,C项错误;D项正确。答案:C5.下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A.加热Al2O3B.加热CaCO3C.电解熔融NaClD.氯化钠与铝粉高温共热解析:Ca、Na、Al都是活泼的金属,应该用电解法冶炼。故A、B、D项错误,C项正确。答案:C6.从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是()地壳中金属元素的含量金属的活动性金属的导电性金属冶炼的难易程度金属的延展性A.B.C.D.解析:金属的活动性越强,越难以冶炼,其使用年代越短。答案:D三、铝热反应7.金属铁、镁、锰、钒、
4、铬,可用铝热法制备的是()A.B.C.D.解析:铝热反应放出大量的热,可以利用此反应冶炼难熔金属。但镁的还原性强于铝的还原性,故铝不能置换出化合物中的镁。答案:C8.铝能用于冶炼一些金属(如钒、铬、锰等),这是因为铝()A.既能与酸反应,又能与碱反应B.导电性好C.熔点低D.有较强的还原性,在冶炼反应中放出大量的热量解析:铝能用于冶炼一些金属,是因为铝有较强的金属性,可以将一些金属性比它弱的金属置换出来。另外,在冶炼反应中放出大量的热量,使反应体系维持在高温状态,可以把一些金属性较弱的金属从它们难熔的金属氧化物中置换出来。答案:D9.铝热反应不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼熔点高的金属如
5、钒、铬、锰等。(1)试从铝粉跟氧化铁的反应出发,思考铝热反应为什么可以用于冶炼这些金属?(2)请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式,并计算生成1 mol各金属分别需要纯铝的质量。V2O5+AlAl2O3+VCo3O4+AlAl2O3+Co答案:(1)铝粉与氧化铁的反应为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应为铝热反应,在反应过程中放出大量的热,放出的热量足以使高熔点金属熔融成液态,这样就可以分离出熔融态的金属,达到金属冶炼的目的。(2)根据原子守恒配平化学方程式:3V2O5+10Al5Al2O3+6V3Co3O4+8Al4Al2O3+9Co根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的
6、物质的量关系:10Al6V8Al9Co270 g6 mol216 g9 molx1 moly1 mol列出比例式,解得:x=45 g,y=24 g。即生成1 mol钒需要纯铝45 g,生成1 mol钴需要纯铝24 g。四、金属矿物的开发和利用10.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:铝土矿abcdAl下列说法中错误的是()A.中除加试剂外,还需要进行过滤操作B.a、b中铝元素的化合价相同C.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝解析:反应后的体系中含有固体二氧化硅,需要过滤除去,反应后的体系中有氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A项正确
7、;a、b中铝元素分别以AlCl3和NaAlO2的形式存在,其中铝的化合价都是+3价,B项正确;由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳,C项错误;由氢氧化铝制备氧化铝,加热即可,D项正确。答案:C(建议用时:30分钟)1.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol e-D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化解析:Fe3O4中Fe可看作+价,1 mol Fe3O4被CO还原
8、成Fe,转移8 mol e-,C项错误。答案:C2.锂常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是()A.热还原法B.电解法C.热分解法D.铝热法解析:工业上冶炼金属钠、镁都采用电解法,结合题干信息知金属活动性与金属冶炼方法的关系,冶炼金属锂应采用电解法。答案:B3.镁、铝都是较活泼的金属,下列描述中正确的是()A.在高温下,镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B.镁、铝都能与稀硫酸、稀盐酸、强碱反应C.常温下镁、铝都能与浓硝酸剧烈反应D.铝粉和氧化铁的混合物是一种铝热剂答案:D4.第二次世界大战期间丹麦科学家玻尔被迫离开德军占领的祖国。为了表明一定要返回祖国的决心,他
9、把心爱的金质诺贝尔奖章放在盛有王水(盐酸与硝酸的混合物)的玻璃容器中:Au+HNO3+3HClAuCl3+NO+2H2O。战后玻尔返回祖国,从溶液中提取出金,又重新铸造成奖章。下列方法中,不能从溶有金的王水中提取出金的是()A.萃取B.蒸发灼烧C.用Fe置换D.电解解析:从溶液中提取出金,即从AuCl3的溶液中提取。选取的冶炼方法决定于金属的活动性,还要考虑实际中的经济性和可操作性。判断不同的方法能否冶炼得到Au,只要看是否能实现就可以了。具体分析如下:答案:A5.下列有关金属的工业制法中正确的是()A.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液B.制铁:以铁矿石为原料,CO还原得铁
10、C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁D.制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝解析:电解法制取金属钠时,需要电解熔融的NaCl,而不是其溶液,A项错误;镁的还原性很强,不能用热还原法来制取,而应用电解法,C项错误;熔融的氯化铝不导电,故不能电解其熔融物制取金属铝,而应电解熔融的氧化铝,D项错误。答案:B6.要使3.2 g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积为()A.1 344 mLB.672 mLC.大于1 344 mLD.小于672 mL解析:根据Fe2O3+3CO2Fe+3CO2计算出所需CO体积的理论值为1 344 m
11、L,而实验开始时,需先通入CO排尽玻璃管中的空气,实验结束时,停止加热后,还需继续通入CO至试管冷却,以防还原出来的铁被氧化,另外,还应考虑到通入的CO不可能全部参加反应,故应大于1 344 mL。答案:C7.铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C.工业上常采用电解法制取粗铜D.上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是Cu2S解析:铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3,能与稀盐酸反应
12、,故A正确。硫酸铜属于重金属盐,能使蛋白质变性,故可用作游泳池的消毒剂,故B正确。工业上常用热还原法制取粗铜,然后通过电解的方法制取精铜,故C错误。比较这几种含铜化合物的化学式可知Cu2S中铜的质量分数最高,故D正确。答案:C8.阅读以下内容,回答问题。冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法;水煤气(或H2,或CO)法;活泼金属置换法;电解法。四种方法各有优缺点,在工业上均有应用。(1)一种无色气体A与红热的炭反应,得到另一种无色气体B,B与灼热的氧化铜反应,又得到A,则A、B分别为(填序号)。A.O2、CO2B.O2、COC.CO2、COD.CO、CO2(2)下列说法错误的是(填序号)。A.对废
13、旧金属的最好处理方法是回收、再利用B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等(3)钛(Ti)有“未来钢铁”之称,工业上常以TiCl4+2MgTi+2MgCl2获得海绵状钛。该反应在下列哪种环境中进行(填序号)。A.稀有气体B.空气C.氮气D.CO2气体解析:(1)CO2+C2CO, CuO+COCu+CO2。(2)活泼金属的冶炼方法主要为电解法,如Na、Mg、Al的冶炼分别电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3。(3)空气中的N2、O2、CO2气体在加热的条件下均与镁反应,故应在稀有气体中进行
14、。答案:(1)C(2)C(3)A9.以下是一学生用CO干燥气体还原W g不纯氧化铜(所含杂质不与通入的气体反应)测定氧化铜纯度的实验。所给出的气体和试剂都是足量的。请根据实验操作过程回答下面的问题。(1)点燃酒精灯前先要检查,原因是。(2)尾气处理装置是(填“”或“”),产生的现象是。装置中发生反应的化学方程式是。选用尾气处理装置中发生反应的化学方程式是。(3)把最后逸出的气体尾气收入球胆中,目的是。(4)请你根据上图,写出两种测定氧化铜纯度的方法,用文字简述其原理和需要测定的数据。方法一:;方法二:。解析:(1)CO为可燃性气体,与空气混合后受热易发生爆炸,因此点燃酒精灯前应先检验CO的纯度。(2)CO还原CuO生成CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊(合理即可)。(3)CO具有可燃性且有毒,尾气收入球胆中既安全又能防止环境污染。(4)通过测定装置中硬质玻璃管减少的质量或装置中澄清石灰水增加的质量,可推知CuO的质量,进而计算CuO样品中CuO的纯度。答案:(1)CO的纯度CO与空气混合受热易发生爆炸(2)澄清石灰水变浑浊CO+CuOCu+CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(合理即可)(3)既防止CO与空气混合加热发生爆炸,又防止环境污染(4)方法一:测定装置中澄清石
