1、课时跟踪检测（二十） 金属矿物的开发利用1下列说法不正确的是( )A自然界中不存在游离态的金属单质B金属活动性不同，冶炼方法也有所不同C地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率D废旧金属的回收利用，有利于环境保护解析：选 A 自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在，极少数金属如 Au、Pt 等以游离态存在，A 错误；金属活动性不同，金属阳离子被还原的难易程度不同，冶炼方法不同，B 正确；金属资源是有限的，既要提高金属矿物的利用率，又要回收利用废旧金属，C、D 正确。2目前工业上冶炼镁通常采用的方法是( )ACO 或 H2 还原法 B铝热反应法C电解法 D热分解法解析：选 C 目
2、前工业上冶炼金属镁采用的是电解熔融的 MgCl2来得到金属镁。3下列说法中正确的是( )A金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来B金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化C金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原D金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原解析：选 C 金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来，金属在化合物中只能显正价。冶炼时化合价只可能降低，被还原。4从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了3 种金属被人类开发利用的大致年限。这 3 种金属的应用之所以有先后，主要取决于( )A金属的导电性强弱B金属在地壳中的含量多少C金属的化合价高低D金
3、属的活动性强弱解析：选 D 在金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现的越晚，说明金属越活泼，越难冶炼。5下列金属冶炼的反应原理，不正确的是( )A2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = =电 解 BMgOH 2 MgH 2O= = = = = CFe 2O33CO 2Fe3CO 2= = = = =高 温 D2Ag 2O 4AgO 2= = = = = 解析：选 B A 项，只能用电解熔融 NaCl 的方法制取金属 Na，正确；B 项，只能用电解熔融 MgCl2的方法获得金属 Mg，错误；C 项，在加热条件下用还原剂还原制得铁，正确；D 项，Ag 是不活泼的金
4、属，可以用加热氧化物使之分解的方法制得，正确。6金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是( )A电解法 B热还原法C热分解法 D铝热法解析：选 A 锂的金属性介于钠、镁之间，应该与 Na、Mg 的冶炼方法相同。7下列各组物质中，均能使 Fe2O3 还原成单质铁的是( )ACO、O 2、H 2 BCO、CO 2、CCCO 2、H 2O、O 2 DAl、C、H 2解析：选 D Fe 是化学性质较活泼的金属，用强还原剂 (如 Al、C 、H 2、CO 等) 在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。8
5、下列关于铝热反应 2AlFe 2O3 Al2O32Fe 的说法不正确的是( )= = = = =高 温 A该反应中 Al 作还原剂B该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为 12C该反应中冶炼 1 mol Fe 转移 2 mol 电子D该反应可用于焊接钢轨解析：选 C 由题中化学方程式可知，反应中 Fe 元素的化合价由3 价降为 0 价，则冶炼 1 mol Fe 应转移 3 mol 电子。9冶炼金属常用以下几种方法：以 C、CO 或 H2 作还原剂 以活泼金属 Na、Mg等还原 利用铝热反应原理还原 电解法 热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。(1)Fe、Zn 、C
6、u 等中等活泼金属_。(2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属 _。(3)Hg、Ag 等不活泼金属_。(4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属 _。(5)K、Rb 、Cs、Ti 等金属通常还原方法是_。解析：中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。答案：(1) (2) (3) (4) (5)10在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。甲、乙两位同学分别设计了如下两个制取铜的实验方案。甲：CuO 溶于适量稀硫酸中；在的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、
7、烘干，即得纯净的铜。乙：铁与稀硫酸反应得氢气；用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系(填选项的标号)_ 。A相同 B甲多C乙多 D以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制得铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因是_，完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入_，不断搅拌，然后_即得到纯净的铜。解析：(1)在用氢气还原氧化铜的反应中，应先通入 H2，排除空气，然后才能加热，并且反应结束后应先撤去酒精灯，再停止通入 H2，因此所制得的 H2并没有全部参与 Cu
8、O 的还原，故生成铜的质量小。(2)甲方案中铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中混有铁粉，也可能混有 FeSO4；而乙方案中可能混有 CuO，应加入稀硫酸除去 CuO。答案：(1)B (2) 甲同学的方案产物中可能混有铁并且没有洗涤 过量稀硫酸 过滤、洗涤、烘干1下列关于钙、钾、铁的冶炼方法正确的是( )A电解法、热分解法、热还原法B电解法、电解法、热还原法C热还原法、热分解法、热还原法D电解法、电解法、热分解法解析：选 B 钙、钾是活泼的金属，应该采用电解的方法冶炼；铁是中等活泼的金属，采用热还原方法来冶炼，因此选项是 B。2在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是( )ANa，Mg
9、 ，Al BNa，K ，Zn， FeCZn，Fe，Cu，Ag DMg ，Al，Zn ，Fe解析：选 A A 项，Na、Mg、Al 都是特别活泼的金属，应该用电解的方法冶炼而不能用还原剂还原，正确；B 项， Na、K 用电解法冶炼，Zn 、Fe 用热还原法冶炼，错误；C项，Zn 、Fe 用热还原方法冶炼，Cu 用火法冶炼，Ag 用热分解的方法冶炼，错误；D 项，Mg、Al 用电解的方法冶炼，Zn、Fe 用热还原法冶炼，错误。3下列化工生产原理错误的是( )可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热A B
10、C D解析：选 D 钠特别活泼，投入 MgCl2溶液时先与水反应生成 NaOH 和 H2，接着生成Mg(OH)2沉淀， 错误；冶炼铝使用的是 Al2O3，错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温条件，错误。4冶炼金属一般有下列 4 种方法：焦炭法；水煤气(或氢气、一氧化碳) 法；活泼金属置换法；电解法。这 4 种方法在工业上均有应用。古代有：.火烧孔雀石炼铜；.湿法炼铜。现代有：.铝热法炼铬；.从光卤石(MgCl 26H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是( )A， B，C， D，解析：选 B 、 发生的反应分别是：.Cu2(OH)2CO3 2CuOCO 2H 2O=
11、 = = = = C2CuO 2CuCO 2= = = = = .FeCuSO 4=FeSO4Cu.2AlCr 2O3 Al2O32Cr= = = = =高 温 .先从光卤石中提取 MgCl2，再电解熔融的 MgCl2：MgCl2(熔融 ) MgCl 2。= = = = =电 解 则属于方法，属于方法，属于方法，属于方法。综上分析，B 选项不正确。5在熔融状态下，Na 与 KCl 存在可逆反应：NaKCl NaClK，通过调整温度，可利用金属 Na 来制取 K。物质 K Na KCl NaCl熔点 / 63.6 97.8 770 801沸点 / 774 883 1 500 1 413根据上表的
12、熔点和沸点，确定由 Na 与 KCl 反应制取 K 的合适温度为 ( )A770 B801 C850 D770801 解析：选 C 要从可逆的置换反应中制取 K，主要是利用 K 的沸点比 Na 的低而控制温度使 K 汽化。其余三种物质均为液体，便于生成的 K 蒸气不断逸出，使反应向生成 K的方向进行而制得 K。在 801883 合理。6.如图是铝热反应的实验装置，有关该反应的下列说法中一定正确的是( )Aa 为镁条Bb 为氧化铁与铝粉的混合物C2 mol 氧化剂参与反应则转移 6NA 个电子D还原剂与氧化产物的物质的量之比为 12解析：选 A A 项，a 为镁条，起引燃作用，正确； B 项，镁
13、条燃烧时，氯酸钾是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，因此 b 为氯酸钾，错误；C 项，2AlFe 2O3 Al2O32Fe，该反应中氧化剂是氧化铁，2 mol 氧化剂参与反应则= = = = =高 温 转移 12NA个电子，错误；D 项，该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为 21，错误。7用铝热法还原下列氧化物，制得金属各 1 mol，消耗铝最少的是 ( )AMnO 2 BWO 3CCr 2O3 DCo 3O4解析：选 D 用铝热法还原金属氧化物时， Al 作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中，金属化合价越低，得电子数越小
14、，消耗铝越少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Mn(4) 、W(6)、Cr( 3)、Co 。Co 元素化合价最低，生成 1 mol Co 消耗铝最少。( 83)8有 0.4 g 铁的氧化物，用足量的 CO 在高温下将其还原，把生成的 CO2 全部通入足量澄清石灰水中，得到 0.75 g 沉淀。这种铁的氧化物的化学式是( )AFeO BFe 2O3CFe 3O4 DFeO 和 Fe2O3解析：选 B CO 和铁的氧化物反应时，氧化物中的 1 mol O 原子对应 1 mol CO2分子，1 mol CO2分子对应 1 mol CaCO3，所以有下列的关系式，并假设 0.4 g 该氧化物中含
15、x g O 原子。O CO 2 CaCO 316 100 x g 0.75 g解得 x0.12n(Fe)n(O) 23。0.4 g 0.12 g56 gmol 1 0.12 g16 gmol 1故此氧化物的化学式为 Fe2O3。9某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在如图 A 装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是_。(2)该铝热反应的化学方程式为_ 。(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图 B 装置，滴入足量 NaOH 溶液充分反应，测量生成气体体积以测量
16、样品中残留铝的百分含量。试回答下列问题：量气管在读数时必须进行的步骤是_。取 1 g 样品进行上述实验，共收集到 44.8 mL 气体(换算成标准状况下 )，则铝的百分含量为_。装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会_(填“偏大”或“偏小 ”)。解析：(1)因为把浓硫酸加入到蔗糖中发生脱水并放出大量的热，可作引火剂。(2)Al还原 Fe3O4生成 Fe 和 Al2O3，配平可得化学方程式：8Al3Fe 3O4 4Al2O39Fe。(3)因为气体的体积受温度和压强影响，所以量气= = =
17、 = =高 温 管在读数时必须进行的步骤是：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平。根据 Al 与NaOH 溶液反应的化学方程式：2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，m (Al)n(Al)27 gmol1 2/3n(H2)27 gmol1 2/30.044 8 L22.4 Lmol1 27 gmol1 0.036 g，则铝的百分含量为 0.036 g1 g100%3.6% 。如果装置没有橡胶管，造成气体读数偏大，则铝的百分含量将会偏大。答案：(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热(2)8Al3Fe 3O4 4Al2O39Fe= = = = =高 温 (3)冷却至常温和调节量气管使
18、左右液面相平3.6% 偏大10.工业上可用含 Fe2O3 的钛铁矿 (主要成分为 FeTiO3，其中 Ti 化合价为4 价) 制取 TiO2，其主要流程如下：Fe2O3 与硫酸反应的离子方程式是 _；向甲溶液中加入铁的目的是_。.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含 TiO2)或 TiO2 为原料来制取，其主要工艺流程如下：试回答下列问题：(1)已知反应通常在 800900 的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，其中当有 1 mol Cl2 完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为_ mol。(2)反应通常在 800 的条件下进行，通入氩气的目的是_；分离反应的产物所
19、得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？_(简述操作过程)。(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是_ 。解析：.氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式是Fe2O36H =2Fe3 3H 2O；因为最终得到绿矾，所以应将铁离子还原为亚铁离子，加入甲物质的目的是把铁离子还原为亚铁离子。.(1)反应的反应物为 TiO2、C、Cl 2，结合流程图知有 TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是 CO，所以反应的化学方程式为TiO22C2Cl 2 TiCl42CO，在反应中碳被 Cl2氧化，当有 1 mol Cl2完全反应= = = = =800 900 时，参加反应的还原剂(C)的物质的量为 1 mol。(2)反应中反应物 Mg 以及产物 Ti 在高温下都易被空气中的氧气氧化，所以通入氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化；此法制得的金属钛中含有少量金属镁，结合镁和钛(题中信息：钛耐腐蚀) 性质可知，可采用盐酸或硫酸酸洗镁和钛的混合物即可除去 Mg。(3)由流程图知，可循环使用的物质为 Cl2、 Mg 以及海绵钛除杂时生成的 MgCl2等。答案：.Fe 2O36H =2Fe3 3H 2O 将 Fe3 转化为 Fe2.(1)1 (2)氩气作保护气，防止镁、钛被氧化 将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得纯净的钛(3)Cl2、Mg 和 MgCl2