1、第一节第一节 自然资源的开发利用自然资源的开发利用 第第 1 1 课时课时 金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用 学 考 练 1我国古代炼丹家魏伯阳所著周易参同契是世界上现存最早的一部炼丹专 著。书中描写到： “金入于猛火，色不夺精光。 ”这句话的意思是指黄金的性质在 强热条件下（ ） A活泼 B稳定 C易氧化 D易还原 解析 金的性质稳定，在强热条件下也不反应。 答案 B 2下列说法错误的是（ ） A对废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 D热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等 解析 活泼金属的冶
2、炼是电解其熔融盐（如 MgCl2、NaCl 等）或熔融氧化物（如 Al2O3等）制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C 错误。 答案 C 3除去 Cu 粉中的 Al 粉，下列方法不可取的是（ ） A加入稀 H2SO4，过滤 B加入 NaCl 溶液，过滤 C加入 NaOH 溶液，过滤 D加入 CuSO4溶液，过滤 解析 A、C、D 项均可溶解 Al 使其进入溶液，从而与 Cu 分离，故选 B 项。 答案 B 4下列物质投入溶液中，溶液质量减轻的是（ ） ACaCO3投入到 HCl 溶液中 BNa2CO3投入稀硫酸中 CFe 粉投入 CuSO4溶液中 DFe 粉投入稀 HCl 溶液中 解析 A、
3、B 项相当于把 CaO、Na2O 分别投入到酸溶液中，故其溶液质量增加； C 项 Fe 元素进入溶液、 Cu 以单质形式析出， Fe （56） 相对原子质量小于 Cu （64） ， 故 C 项符合题意；D 项 Fe 元素进入溶液（HCl） ，H 以单质形式析出，故 D 项溶 液质量增加。 答案 C 5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 BFe2O3 CFe3O4 DFeO 和 Fe2O3 解析 CO 和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个 O 原子对应一个 CO
4、2分子，每 一个 CO2分子对应一个 CaCO3，所以有下列的关系式，假设 0.4g 该氧化物中含 xgO。 O CO2 CaCO3 16 100 x g 0.75 g 解得 x0.12 N（Fe）N（O）0.4 g0.12 g 56 g mol 1 0.12 g 16 g mol 123。 答案 B 6 金属 K 与 Na 金属性相近， 用 K 与钠盐共熔时， 很难将 Na 从混合物中分离。 若调整温度到一定程度， 则可用 Na 与 KCl 反应制取金属 K。 已知四种物质的熔、 沸点如下： K Na KCl NaCl 熔点/ 63.65 97.8 770 801 沸点/ 774 882.9
5、 1500（升华） 1431 根据平衡移动原理可推知，用 Na 与 KCl 反应制 K 的适宜温度是（ ） A97.8770 B770774 C774882. 9 D14131 500 解析 在金属活动性顺序表中，Na 排在 K 的后面，似乎不能从 K 的熔融盐中置 换出 K。但将 Na 与 KCl 共熔，其共熔体中 Na 、K、Cl和 e自由移动，如果 继续加热，则 Na、K、NaCl 和 KCl 先沸腾者先逸出。工业上，就是采用这种原 理用 Na 还原 K 的，因为 K 的沸点比 Na、NaCl、KCl 的沸点都低，且低于 NaCl 的熔点。 答案 C 7下列金属冶炼原理错误的是（ ） A
6、2NaCl（熔融）= 电解 2NaCl2 BMgOH2= MgH2O CFe3O44CO= 高温 3Fe4CO2 D2HgO= 2HgO2 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，H2不能置换出 Mg，B 项错误。 答案 B 8热还原法冶炼金属的反应一定是（ ） A氧化还原反应 B置换反应 C复分解反应 D分解反应 解析 热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不 一定是置换反应，如 3COFe2O3= 高温 2Fe3CO2，但一定是氧化还原反应。 答案 A 9铝的活泼性较强，直到十八世纪人类
7、才开始将 Al 从它的化合物中冶炼出来。 当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用铝制作的，现在还保存在大英博物馆 中，下列冶炼铝的方法正确的是（ ） AAl2O3（熔融） 电解 Al BAl2O3 盐酸 AlCl3（熔融） 电解 Al CAl（OH）3 H2 高温 Al DAl2O3 C或CO 高温 Al 解析 H2、CO、C 等皆不能将 Al2O3或 Al（OH）3还原为 Al，C、D 不正确。 AlCl3是共价化合物，熔融后不导电，B 不正确。 答案 A 10以辉铜矿（Cu2S）为原料冶炼铜，其反应原理可表示为 Cu2SO2= 高温 2Cu SO2。下列说法不正确的是（ ） A化合价发生变
8、化的元素有 3 种 BCu2S 在该反应中既是氧化剂又是还原剂 C1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为 4 mol DSO2被分离、回收后氧化生成 SO3，作为制取硫酸的原料 解析 分析反应中化合价的变化：Cu 1 2S 2 O 0 2= 高温 2Cu 0 S 4 O 2 2，反应过程中 Cu、 S、O 三种元素的化合价均发生改变；Cu2S 中 Cu 元素化合价降低，S 元素化合 价升高，因此 Cu2S 既是氧化剂又是还原剂；根据 S 元素化合价的改变可知，当 1 mol O2参加反应时，共转移电子 6 mol；SO2催化氧化可得 SO3，SO3被水吸收 可得 H2SO4。
9、 答案 C 11钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。 工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反 应： FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2O TiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4 H2TiO3= TiO2H2O TiO22C2Cl2= TiCl42CO TiCl42Mg= 2MgCl2Ti （1）针对以上五个反应，下列叙述错误的是 。 A反应是非氧化还原反应 B反应生成了两种酸 C反应中的 TiO2是氧化剂 D反应表现了金属镁比金属钛的还原性强 （2）钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是 。 A钛
10、是像金、铂一样的不活泼金属 B金属钛的表面易形成致密的氧化膜 C钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应 D钛有很高的强度 解析 （1）在反应中没有化合价的变化；反应中，钛元素的化合价保持不 变，氯气是氧化剂，碳是还原剂；反应，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁 的还原性强于钛。 （2）题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金 属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很 容易选择 B。 答案 （1）C （2）B 12铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类 研制出了很多炼铁的方法。 某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过 程
11、，实验装置如下： （1）写出得到单质铁的化学方程式：_ _。 （2）实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验 证生成了单质铁：_ _。 （3） 装置末端气球的作用为_ _。 实 验 结 束 时 ， 应 该 先 停 止 加 热 还 是 先 停 止 通 入CO 并 说 明 原 因 _。 解析 检验是否生成单质铁，在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量放 于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体（H2） ，则证明生成了单质铁；反 应结束后， 得到的铁还是赤热的， 若先停止通入 CO， 会导致铁又被氧化， 所以， 应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入 CO。
12、答案 （1）Fe2O33CO= 高温 2Fe3CO2 （2）取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成 了单质铁 （3）收集未反应的 CO，防止污染空气 先停止加热，防止生成的铁再次被氧 化 能 力 练 13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铜实验方案。 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、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
13、铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量 大小关系 （填字母） 。 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的铜的纯度，应对上述两种方案 加以完善。甲同学的方案不完善的原因：_ _， 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，赶走空气，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 CuO 的还原，故生成的铜少。 （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
14、 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）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 14钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色 颜料。 制备TiO2和 Ti 的原料是钛铁矿， 我国的钛铁矿储量居世界首位。 用含 Fe2O3 的钛铁矿（主要成分为 FeTiO3）制备 TiO2流程如下： （1）步骤加 Fe 的目的是_ 步骤冷却的目的是_。 （2）上述制备 TiO2的过程中，可以利用的副产物是 ；考虑成本和废物 综合利用因素，废液中应加入 处理。 （3）由金红石（TiO2）制取单质钛（Ti）
15、，涉及到的步骤为 TiO2 TiCl4 Mg 800 ，Ar Ti 反应 TiCl42Mg=2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是_ _。 解析 （1）分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将3 价 Fe 转化为 2 价 Fe，降温减小 FeSO4 7H2O 的溶解度，有利于绿矾结晶。 （2）水浸后发生的离子反应为 TiO2 2H 2O=H2TiO32H ，废液主要呈酸 性，所以应加入 CaO、CaCO3或碱。 （3）反应后 Ti 和 Mg 易与空气中 O2、N2等反应，故应在 Ar 气氛中进行。 答案 （1）将 Fe3 还原为 Fe2 析出绿矾（FeSO 4 7H2O） （2）绿矾（FeSO4 7H2O） 生石灰（或碳酸钙、废碱） （3）防止高温下镁或钛与 O2、N2等反应
