2019高中化学 第三单元 化学与材料的发展 3.2.1 从矿石中获得金属同步配套练习 新人教版选修2.doc

1第第 1 1 课时课时 从矿石中获得金属从矿石中获得金属课时过关·能力提升1 1 在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是( ) A.两个过程中碳原子都被氧化,都只起着提供热源的作用B.炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作用,又起产生 CO 的作用C.炼钢过程中碳被还原,从而达到降低含碳量的目的D.炼铁过程中碳参加反应,只起产生 CO 的作用解析：在炼铁时,焦炭的主要作用有两个:一是通过焦炭燃烧放出大量热,提供炼铁过程所需的热量;二是产生炼铁所需的还原剂 CO。在炼铁过程中碳被氧化。炼钢时用来降低碳含量的主要反应为C+FeOCO+Fe,这个反应在碳被氧化的同时吸收热量。 答案：B2 2 把生铁冶炼成碳素钢的主要目的是( ) A.把生铁提纯,除生铁中杂质B.加入各种元素,改善生铁的性能C.用还原剂把氧化亚铁还原成铁D.适当降低生铁含碳量,除去大部分硫、磷等杂质解析：生铁与钢的主要区别在于含碳量不同,以生铁为原料,通过降低碳的含量而炼制钢。答案：D3 3 下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是( )A.2Ag2O4Ag+O2B.2Al2O3(熔融)4Al+3O2C.2MgO2Mg+O2D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2 答案：C4 4 下列可被工业上采用的冶金方法是( ) A.电解熔融的氯化铝制铝B.电解熔融的氯化镁制镁C.电解氯化钠溶液制钠D.高温下用 H2还原氧化镁制镁解析：氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝,A 错误;含Na+、Mg2+、Al3+的水溶液电解时,H+被还原,因而电解这样的水溶液是得不到金属单质的,C 错误;比Al 活泼的金属很难用一般的还原剂(如 H2、CO、C 等)把它们从化合物中还原出来。MgO 的熔点很高,工业上制取镁是采用电解熔融 MgCl2的方法,D 错误。答案：B5 5 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中错误的是( )2A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B.工业上金属 Mg、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.越活泼的金属越难冶炼解析：金属镁的制备是通过电解熔融的氯化镁,而金属铝是通过电解熔融的氧化铝得到,因为氯化铝是共价化合物,B 项错误。答案：B6 6 氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法错误的是( ) A.电解熔融氯化钠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：由 Fe3O4+8e-3Fe,知 1 mol Fe3O4(磁铁矿)被还原为 Fe 时应转移 8 mol 电子。答案：C7 7 用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反应,使氧化铁中的铁全部还原出来, 消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为( )A.111B.1314C.1614D.212解析：等质量的氧化铁在反应时得到的电子的物质的量是相等的,所以根据氧化还原反应中电子守恒原则,可知氢气、碳、一氧化碳在反应中要失去等物质的量的电子。三者都失去 4 mol 电子时,氢气需要 2 mol,质量是 4 g;碳需要 1 mol,质量是 12 g;一氧化碳需要 2 mol,质量是 56 g。答案：B8 8 铅的冶炼大致过程如下: 富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗铅:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。 下列说法正确的是( )A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS 是还原剂,还原产物只有 PbOC.整个冶炼过程中,制取 1 mol Pb 共转移 2 mol 电子D.将 1 mol PbS 完全冶炼成 Pb 理论上至少需要 6 g 碳解析：焙烧方铅矿(PbS)的反应中还原剂是 PbS,还原产物是 PbO 和 SO2,B 错误;冶炼过程中,由 1 mol PbS 制取 1 mol Pb 转移 4 mol 电子,C 错误;Pb 的冶炼过程:2PbS2PbO2 mol Pb,因此,1 mol PbS 完全冶炼成 Pb,理论上至少需要 0.5 mol C,即 6 g 碳。答案：D39 9 把 1 g 含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得 0.78 g 残渣,则此黄铁矿的 纯度是( )A.33%B.66%C.78%D.88%解析：本题采用差量法计算。设 1 g 样品中含 FeS2的质量为x。4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 质量差(m)4×1202×160480-320=160x1 g-0.78 g=0.22 gg黄铁矿的纯度答案：B1010 古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、 木炭混合加热到 800 ,得到金光闪闪的“药金”。(1)药金的主要成分是 。 (2)有关冶炼的化学方程式是 。 解析：高温下碳酸锌分解成氧化锌和二氧化碳,木炭将赤铜和氧化锌还原成铜和锌。答案：(1)锌和铜(2)ZnCO3ZnO+CO2,2Cu2O+C4Cu+CO2,2ZnO+C2Zn+CO21111 冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法;水煤气(或氢气或一氧化碳)法;活泼金属置换 法;电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析,从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格:火烧 孔雀 石炼 铜湿法 炼铜铝热 法 炼铬从光卤 石 中炼镁火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个): 、 。 (2)请再举出使用活泼金属置换法和电解法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示): ; 。 解析：火烧孔雀石炼铜和铝热法炼铬都属于热还原法。湿法炼铜和铝热法炼铬都属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。答案：(1) Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2OC+2CuO2Cu+CO2(2)4Al+3MnO23Mn+2Al2O32NaCl(熔融)2Na+Cl2(其他合理答案也可)1212 钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。4(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在 部分发生反应,在 部分开始生成生铁和炉渣。 (2)炼钢时,加入硅、锰和铝的目的是 。 (3)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是 。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作 。 解析：(1)炼铁高炉内,铁矿石的还原和生铁的生成主要在炉身和炉腰两部分。(2)炼钢时加入硅、锰等目的是脱除过量的氧,调整钢中的硅、锰等含量。(3)炼铁和炼钢的尾气中均含有 CO 气体,会污染大气,应回收利用。答案：(1)炉身 炉腰(2)脱氧和调整钢的成分(3)CO 燃料(或还原剂)1313 铝是一种应用广泛的金属,工业上用 Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。 铝土矿的主要成分是 Al2O3和 SiO2等。从铝土矿中提炼 Al2O3的流程如下:以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:回答下列问题:(1)写出反应 1 的化学方程式: 。 (2)滤液中加入 CaO 生成的沉淀是 ,反应 2 的离子方程式为 。 (3)E 可作为建筑材料,化合物 C 是 ,写出由 D 制备冰晶石的化学方程式: 。 (4)电解制铝的化学方程式是 。以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是 。 解析：铝土矿中含有的 Al2O3和 SiO2,均能与 NaOH 溶液反应,所以反应 1 的化学方程式为:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O 和 2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。滤液中加入 CaO,Na2SiO3与 CaO 反应生成 CaSiO3沉淀;B 煅烧得 Al2O3,则 B 为 Al(OH)3,反应 2 通入的气体 A 应为 CO2,反应的离子方程式为 2A+由流程图知气体 D 为 HF,E 为建筑材料,则可判断 C 应为浓硫酸,产物 E 为 CaSO4。电解熔融氧化铝的化学方程式为 2Al2O34Al+3O2。5以石墨为电极,阳极上发生的反应为 2O2-4e-O2,石墨与生成的 O2反应生成 CO2或 CO,所以阳极产生的混合气体的成分是 O2、CO2(或 CO)。答案：(1)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2)CaSiO3 2A+(3)浓硫酸 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(4)2Al2O34Al+3O2O2、CO2(或 CO)1414 金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属 A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属 B 的化合物还原以制取金属 B(或其合金)的方法,通常是按还原剂来命名。(1)用铝作还原剂生产金属铬,称为铝热法。化学方程式为 。铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外,还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀,然后在高温下煅烧,即生成耐热的(TiC),该反应的化学方程式为 。 (2)用硅作还原剂还原 V2O3冶炼钒,称为硅热法。化学方程式为 。硅(特别是硅铁)的价格比铝低,所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行,常加入 CaO 作溶剂,试分析加入 CaO 的作用 。 (3)试写出用镁热还原 TiCl4生产海绵钛的化学方程式 。 解析：根据题目信息“用金属 A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属 B 的化合物还原以制取金属 B(或其合金)的方法,通常是按还原剂来命名。”可知铝热法就是利用铝作还原剂制取金属,硅热法就是利用硅作还原剂制取金属。答案：(1)2Al+Cr2O32Cr+Al2O34Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC(2)3Si+2V2O34V+3SiO2 使之与反应产物 SiO2结合成 CaSiO3,使反应更容易进行(3)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti