课时精讲23金属矿物的开发利用（教师版）.docx

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1、C.加石灰石的目的主要是为了除去过量碳D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿【答案】D【解析】A项，焦炭发生的反应：C + 02点爆C02、CO2+C 2C0,其中CO将铁矿石中的铁还 原成铁单质，A错误；B项，高炉炼铁得到的只是含碳量为2%4.5%的生铁，不会得到纯铁，B错误；C 项，加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiCh反应生成CaSiCh炉渣，除去杂质SiCh, C错误；D项，磁铁矿、赤铁矿都用于冶炼生铁的矿石，D正确；故选D。9.(2015江苏化学)给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()CbA.粗硅ASiCLm汨 Sirsjinn.土卜4电解

2、、B. Mg(OH)2 盐酸 AMgCb(aq) Mg土卜，蒸发.C. Fe2O3 盐酸AFeCb(aq)无水 FeCh蔗糖HD. AgNO3(aq) 3此/Ag(NH3)2OH(aq) A Ag【答案】A【解析】A 项，Si + 2C12=B= SiCl4T，SiC14+2H2=B= Si+4HC1,故正确；B 项，工业上制备 Mg,是电解熔融状态下的氯化镁，故B错误；C项，FeCL是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是氧化铁, 故C错误；D项，蔗糖是非还原性糖，不能与银氨溶液反应，故D错误。10 . Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。

3、金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空:写出磁铁矿主要成分的化学式:(2)写出赤铁矿还原成铁的化学方程式：(3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式:(4)写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式： 【答案】(1质3。4(2)Fe2O3+ 3CO2Fe + 3CC)2(主要),3c+ 2Fe2O3 叁冬 3cO2f+4Fe(次要)(3)C+O2CO2, CO2+C2CO(4)CaCO3=icaO + CO2T，CaO + SiOzCaSiCh11 .铝和铝合金是一类重要的金属材料。回答下列问题:除去镁粉中混有少量铝粉，应加入的试剂为,然后经过滤、洗

4、涤、干燥。（2）等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2在同温同压下的体积之比是（3）某同学在实验室用铝土矿（含有AL03和SiO2,不考虑其他杂质）制取金属铝的流程如下:AL03与稀硫酸反应的离子方程式为 o滤液II中溶质的用途之一是 o电解熔融的AI2O3除得到金属铝之外，还可得到的气体产物是（填化学式）。工业上在电 解熔融的AI2O3时，还加入了冰晶石（Na3AlF6）作熔剂，其作用是降低AL03的熔点。冰晶石在物质的分类中 属于（填字母）。&酸b.碱c.盐d.氧化物【答案】氢氧化钠溶液（2）1:1（3）A12O3+6H+= 2 Al3+3H2O用作肥料 。2 c【解析

5、】铝土矿（含有AL03和SiCh,不考虑其他杂质）用硫酸溶解，二氧化硅不反应，过滤分离，滤液 主要含有硫酸铝，向滤液中加入氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，过滤分离，滤液n中主要含有硫酸筱，氢 氧化铝烘干、灼烧分解生成氧化铝，电解熔融氧化铝生成铝单质与氧气。（1）铝和氢氧化钠溶液反应，镁不 与氢氧化钠溶液反应，除去镁粉中混有的少量铝粉，应加入的试剂是氢氧化钠溶液。（2）2A1+6HC1 = 2AlCh+3H2T，2Al+2NaOH+2H20 = 2NaA102+3H2T，通过化学方程式可以看出，等质量的两份铝分别与足量 的盐酸、氢氧化钠溶液反应，金属是不足的，所以生成氢气的物质的量相等，所得H2的体

6、积之比是：1： 1; AI2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为A12O3+6H+ = 2A13+3H2O；滤液H中主要 含有硫酸钱，用途之一是：用作肥料；电解熔融氧化铝生成铝单质与氧气，冰晶石（Na3AlF6）是由钠离子 和A1F63-组成，属于盐，故答案为c。12. （2022河北省保定市高一联考）某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并 放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中查阅化学手册知I： Al、A12O3 Fe Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示:物质A1A12O3FeFezCh熔点/660205415351462沸点/2467

7、29802750（1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的 熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：（填“合理”或“不 合理”）。（2）将铝与Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引发铝热反应的实验操作是 o（3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是，反应的离子方程式为 o（4）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是（填序号）。A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液【答案】（1）合理（2）加少量KC103,插上镁条并将其点燃（3） NaOH 溶液 2A1+2OH +

8、2H2。= 2A1O2 +3H2T（4）B【解析】（1）由表中数据可知，铝的熔点远远低于铁。则反应的高温条件是铝未反应的铝熔化，与铁水 熔在一起，故解释合理。（2）引发铝热反应的实验操作是加少量KC1O3,插上镁条并将其点燃。（3）检验铁铝 合金中是否含有铝，可以利用铝能与碱溶液反应，而铁不能来检验，故实验所用的试剂是NaOH溶液，铝 与NaOH溶液反应的离子方程式为2A1+2OH +2H2O = 2A1O2-+3H2To（4）若用A、C溶解样品会产生S02 NO 等有毒气体，用D,则Fe不会与NaOH溶液反应，而用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体，故 选B。在熔融状态下不导电，所以不

9、用电解A1CL的方法生产铝，A错误；B项，钠是很活泼的金属，将Na加入 氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH, NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以得不到Mg单质，可 以采用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg, B错误；C项，炼铁高炉中发生的反应不都是放热反应，C错误； D项，活泼金属如钠、镁一般采用电解法冶炼，不活泼的金属如汞一般采用热分解法冶炼，铁、铜等金属 采用热还原法冶炼，因此金属冶炼的方法由金属的活泼性决定，D正确；故选D。【解题技法】1.金属冶炼方法与金属活动性的关系金属的活动性顺序K、Ca Na、Mg、AlZn Fe SnPb（H）、CuHg、AgPt、Au金属原子失电子能力强一

10、弱金属离子得电子能力弱一强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法2.几种常用金属冶炼方法的比较方法名称举例主要特点热分解法2 Ag2。4Ag+O2T2HgO二-2Hg+O2T适合冶炼活动性较差 的金属热还原法CO作还原剂Fe2O3+3 CO 皇遗 2Fe+3CO2冶炼的金属为合金（含 碳），生产成本较低H2作还原剂WO3 + 3H2- W+3H2O冶炼金属纯度较高，成 本较高Na、Mg、Al 作还原剂Cr2O3 + 2Al-2Cr+Al2O3高）日4Na+TiCU4NaCl + Ti冶炼难熔金属，纯度较 高，成本较高C作还原剂菖3日2ZnO + C-2Zn+C022CuO+C 垂选 CO2

11、+2Cu冶炼金属成本较低，易 形成合金（含碳）电解法2Al2。3（熔融）冰磊 4AI + 302T金属纯度高，耗电量 大，生产成本高【对点训练1】硅在自然界只以化合态形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石（SiCh）的形式存在。炼铁时为了除去脉石，向炼铁高炉中加入石灰石。该过程不可能涉及的化学反应是（）iWj温图温A. CaCO3CaO + CO2TB. 2FeO + Si2Fe + SiO2高温c. c+co22C0高温D. CaO+SiO2=CaSiO3【答案】B【解析】A项，向炼铁高炉中加入石灰石，高温下石灰石首先分解产生CaO和CO2, A不符合题意；B 项，反应过程中没有硅，B符合题意；

12、C项，生成的C02可与碳反应提供一部分还原剂CO, C不符合题意; D项，生成的生石灰（碱性氧化物）可与Si02（酸性氧化物）反应实现高炉造渣，D不符合题意；故选B。【对点训练2】下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是A.在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝B.用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁C.用铝热法炼得熔点较高的金属铭D.直接加热氧化汞得到金属汞【答案】A【解析】A项，铝属于活泼金属，利用电解熔融三氧化二铝，可以得到金属铝，故A错误；B项，金属 镁的活泼性较强，因此用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，而不用电解熔融的氧化镁，因为氧化镁熔点 高，耗费能源较大，故B正确；C项，金属铭的熔

13、点高，用铝热法制取熔点高的金属，故C正确；D项， 汞是不活泼金属，因此直接加热氧化汞得到金属汞，故D正确。故选A。考点二铝热反应【例3】（2022云南省大理市高一联考）铝热反应常用于焊接钢轨，其焊接速度快，设备简易，适用于野A.该反应的实质是金属的置换反应B.该反应是放热反应，FezCh和铝粉的混合物被称为铝热剂C.铝单质很活泼，通常表面附着层致密的氧化铝薄膜D.铝热反应只能用于冶炼铁、铸、铭等熔点较高的金属【答案】D【解析】A项，该反应方程式为2A1+Fe2（）3曼遢ALO3+2Fe,属于置换反应，故A正确；B项，该反应 是放热反应，FezCh和铝粉的混合物被称为铝热剂，故B正确；C项，铝单

14、质很活泼，铝的表面和氧气反应 生成致密氧化膜，故C正确；D项，铝是活泼金属，利用铝热反应可以冶炼活泼性比铝弱的金属，故D错 误；故选D。【例4】（2022陕西省西安市高一统考期末）铝热反应有广泛的用途，实验装置如图1所示。下列说法错 误的是（）A.铝热反应的能量变化可用图2表示B. FezOs和铝粉的混合物被称为铝热剂C.铝热反应只能用于冶炼铁、锦、铭、镁等熔点较高的金属D.铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 鲤 ALO3+2Fe【答案】C【解析】A项，铝热反应是放热反应，能量变化可用图2表示，故A正确；B项，Fe2O3和铝粉的混合 物被称为铝热剂，故B正确；C项，镁

15、的活泼性大于AL不能用铝热反应冶炼金属镁，故C错误；D项， 铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al+FeO 高温AbCh+2Fe,故D正确；故选C。【解题技法】铝热反应实验实验操作匚铁条Ww氟酸钾氯化铁和铝 3“.j粉的混合物实验现象（1）镁条剧烈燃烧；（2）氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；（3）反应放出 大量的热，并发出耀眼的白光；（4）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落 入沙中实验结论在高温下，铝与FezCh发生反应，放出大量的热铝热反应：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（Fe3O4、02。3、V2O5等）组成的混合物。铝热反应主

16、要应用：冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。【对点训练3（2022四川省成都市高一联考）下列关于铝热反应2Al+Fe2O3 H Al2O3+2Fe的说法不正确的是（）A.该反应氧化产物与还原产物的物质的量的比为1:2B.实验过程中常用氯酸钾作为引燃剂C.该反应中冶炼ImolFe转移3moi电子D.该反应可以焊接钢轨【答案】B【解析】A项，反应中铁元素化合价降低，得到铁，Fe为还原产物；铝元素化合价升高，得到氧化 铝，A12O3为氧化产物；由方程式可知氧化产物与还原产物的物质的量比为1:2 ,故A正确；B项，实 验过程中常用燃着的镁作为引燃剂，B错误；C项，反应中Fe

17、元素化合价由+3价降低到0价，则冶 炼ImolFe转移3moi电子，C正确；D项，反应可置换出铁，且在高温下进行，可用于焊接钢轨，D正 确；故选B。【对点训练4】（2022河北省保定市高一联考）利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是（）1TL氯械钾 V内汽，化铁和 _错粉的混合物A.该反应的化学方程式为：2A1+F/CH高温ALCh+2FeB.该反应需要点燃，但它是一个放热反应C.根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属D.若反应中转移3moi电子，消耗氧化剂的物质的量是Imol【答案】D【解析】A项，铝是活泼金属，高温条件下可以置换出氧化铁中的铁。故A项正确；B项，铝热反应 会放出大量的

18、热产生高温，发出强光，该反应是一个放热反应，故B项正确；C项，高熔点且活泼性小于 铝的金属可以采用铝热反应冶炼，故C项正确；D项，铁元素的化合价从+3降到0价，因此Imol氧化铁 在反应中得到6moi电子。若反应中转移3moi电子，则消耗氧化剂的物质的量为，故D项错误。故选D。课堂演练彰显立竿见影1.（2022广东省高二校联考）2022年10月31日，长征五号B火箭成功发射了中国空间站“梦天”实验舱,长征五号B火箭及空间站采用了多种新材料，以下物质的主要成分属于金属材料的是（）部件D.碳纤维操纵棒选 A.长五B外层涂的高性能 B.国产抗辐射高性能宇 C.空间站钛合金外项耐烧蚀树脂航芯片壳【答案

19、】C【解析1A项，高性能耐烧蚀树脂属于有机材料，故A不符合题意；B项，芯片的材料主要是硅单质 等半导体，属于无机非金属材料，故B不符合题意；C项，钛合金属于金属材料，故C符合题意；D项， 碳纤维是碳单质，不属于金属材料，属于非金属材料，故D不符合题意；故选C。2.（北京市延庆区2022-2023学年高一期末考试）下列所用材料不属于合金的是（） A.青花瓷罐B.青铜器C.飞机外壳（硬铝）D.不锈钢手术器械【答案】A 【解析I青花瓷罐属于陶瓷，是无机非金属材料，不属于合金；青铜器、飞机外壳（硬铝）、不锈钢手术器械都属于合金，故A符合题意；故选A。3 .已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然

20、的联系。据此推测，下列事件发生在铁器时代之前的是（）A.金属钠的使用C.海水提镁B.青铜器的大量使用D.铝热法制络【答案】B【解析】根据金属活动性顺序可知,金属越活泼，其还原性越强，对应的离子氧化性越弱，越不容易得到。青铜器的使用应在铁器时代之前。故选B。4 .下列金属冶炼原理错误的是（）申依星AA. 2NaCl（熔融）2Na+CLTB. MgO + H2Mg+H2O曰AC. Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D. 2HgO=2Hg+02?【答案】B【解析】Na、Mg通常用电解法制取，Fe用还原剂法制取，Hg可用加热其化合物的方法制取。Mg的 活动性比H2强，氏不能置换出Mg, B项错。5 .

21、下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是（）A. K、 Mg B. Fe、 AlC. Fe、 CuD. Hg、 Ag【答案】C【解析】金属的冶炼方法与金属活动性强弱有关。在金属活动性顺序表中，排在最前边的K、Ca、Na、 Mg、Al用电解方法冶炼；在Al之后到Cu,包括Cu,采用热还原方法冶炼；在Cu之后的金属用热分解方 法冶炼；对选项的金属进行观察可知：能够用H2或CO把它从化合物中还原出来的是Fe和Cu,故合理选 项是C；答案选C。6 .（2022上海市闵行区高二闵行中学期中）关于铝热反应的说法错误的是（）A. ALO3和Fe粉的混合物叫铝热剂B.利用了铝的还原性C.反应放

22、热D.可用于冶炼难熔的金属【答案】A【解析】A项，铝粉和其它较不活泼的金属氧化物的混合物叫铝热剂，A错误；B项，铝热反应是置换 反应，利用了铝的还原性将其它较不活泼的金属氧化物还原生成金属单质，B正确；C项，铝热反应是放热 反应，反应放出大量热量，C正确；D项，铝热反应可用于冶炼高熔点的金属如格、锦等，D正确；故选A。7 .（2022上海市虹口区高三上海市复兴高级中学月考）用铝热反应还原下列物质，制得金属各Imol时, 消耗铝最少的是（）A. MnO? B. Cr203C. V2O5D. FeaO4【答案】D4【解析】A项，MnCh中镒为+4价,根据得失电子数目守恒，n（Al）x3=lmolx4,消耗n（AD=3mol； B 项，O2O3中铭为+3价,根据得失电子数目守恒,n（Al）x3=lmolx3,消耗n（Al户Imol； C项,V2O5中钮为58+5价，根据得失电子数目守恒，n（Al）x3=lmolx5,消耗n（AD=1mol； D项，Fe3（）4中铁的平均价态为+价, 88根据得失电子数目守恒，n（Al）x3=lmolx3 ,消耗n（Al尸3mol；综上所述，制得金属Imol时，消耗铝最少 的是Fe3O4,故选D。8 .高炉炼铁生产中下列说法正确的是（）A.还原氧化铁的还原剂是焦炭B.采用富氧空气可以得到纯铁