1、课时作业21金属的冶炼方法一、选择题1.明代天工开物中记载：“凡铸钱每十斤，红铜居六七，倭铅（锌的古称）居三四。”下列金属的冶炼原理与倭铅相同的是（）ANaBAgCMgDFe2.工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应如下，2C（焦炭）O2（空气）2CO，Fe2O33CO2Fe3CO2，该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是（）A.CO过量B.CO与铁矿石接触不充分C.炼铁高炉的高度不够D.CO与Fe2O3的反应有一定限度3.高铁钢轨全部为无缝钢轨，钢轨焊接可以采用铝热法，其原理如图所示。下列关于铝热法炼铁的叙述错误的是（）A.铝热法炼铁的原理是Fe
2、2O32Al2FeAl2O3B.该实验需要关注的安全事项是纸漏斗与盛沙子的蒸发皿的距离不要太高，否则熔融的铁水易溅出伤人C.点燃镁条，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应D.Fe2O3和Al粉的质量比要控制在21左右，且要混合均匀，以保证Fe2O3和Al都能完全反应4.在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：NaKClNaClK，通过调整温度，可利用Na来制取K。物质KNaKClNaCl熔点/63.697.8770801沸点/77488315001413根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为（）A770B801C850D770801
3、5.里约奥运会上，女排精神得到传承和发扬，时隔多年再夺奥运冠军，中国女排姑娘胸前金光闪闪的金牌引起了某化学探究小组成员的好奇。小组成员对这些金牌的成分进行三种猜想：由纯金制成；由金银合金制成；由黄铜（铜锌合金）制成。为验证他们的猜想，该小组成员取制造这种金牌的材质粉末进行实验。你认为在该粉末中应加入的试剂是（）ACuSO4溶液B稀硝酸C盐酸DAgNO3溶液6.下列说法中正确的是（）A电解NaCl溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B工业上可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼CuC铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等D工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作
4、用是提高Al的产量7.（双选）下列关于铝热剂和铝热反应的叙述错误的是（）A铝热剂的反应原理是利用铝的强还原性B铝热剂只是指铝和氧化铁混合后的物质C铝热反应常用于冶炼高熔点金属D铝热反应需用镁条和氯酸钾引燃，所以铝热反应是一个吸热反应8.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。用来冶炼钛，主要有以下五个反应：FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2OTiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22C2Cl2TiCl42COTiCl42Mg2MgCl2Ti针对以上五个反应，下列叙述错误
5、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9.（双选）我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石（ZnCO3）和赤铜矿（Cu2O）与木炭按一定的比例混合后加热至800，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是（）A“药金”实质上是铜锌合金B冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌C用王水可区别黄金和“药金”D用灼烧法能区别黄金和“药金”10.铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿（PbS）进行浮选；焙烧：2PbS3O22PbO2SO2；制粗铅：PbOCPbCO；PbOCOPbCO2。下列说法正确的是（）A浮选法富集方铅矿的过程属
6、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1molPb共转移2mol电子D将1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳11.诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为2MoS27O22MoO34SO2MoO32NH3H2O=（NH4）2MoO4H2O（NH4）2MoO42HCl=H2MoO42NH4ClH2MoO4MoO3H2O用还原剂将MoO3还原成金属钼则下列说法中正确的是（）AMoS2煅烧产生的尾气可直接排放BMoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物CH2MoO4是一种强酸D
7、利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为33212.把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂，分成两等份。第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物和足量盐酸反应；第二份直接投入足量的NaOH溶液中，充分反应。则前后两种情况下生成气体的体积之比是（相同状况下）（）A11B98C34D43二、非选择题13.铁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（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）。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，石灰石能除去铁矿石中的二氧化硅生成炉渣（主要成分为CaSiO3）。请填空：（1）写出赤
8、铁矿被还原成铁的化学反应方程式：_；（2）写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式_；_；（3）写出CaCO3参与反应的化学方程式_。14.金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点，已广泛应用于航空航天工业，并逐步进入了化工、船舶、汽车、体育器材，医疗等民用领域，并显示出了巨大的发展潜力。还原法是工业上冶炼钛的常用方法之一，该方法是以金红石（主要含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1molCl2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
9、氩气的目的是_；分离反应的产物所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_。15.如图所示进行铝热反应：观察发生的现象，回答下列问题：（1）写出该反应的化学方程式：_。在该反应中是氧化剂，是还原剂。（2）引发铝热反应的实验操作是_。（3）该实验的实验现象为（填写序号）。镁带剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；纸漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。（4）某同学为研究该实验，查阅有关资料得到如下数据：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/660205415351462沸点
10、/246729802750该同学推测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。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”）。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。该实验所用的试剂是，反应的离子方程式为_。课时作业21金属的冶炼方法1答案：D2答案：D3答案：D4答案：C5解析：只有Zn能与CuSO4溶液、盐酸反应，金、银、铜都不与CuSO4溶液、盐酸反应，A、C项错误；金、银都不与AgNO3溶液反应，不能验证两种猜想，D项错误；金不能与硝酸反应，银能与硝酸反应，Cu、Zn都能与硝酸反应，
11、且Cu（NO3）2溶液呈蓝色，用稀硝酸可以验证三种猜想，B项正确。答案：B6答案：B7解析：反应中铝被氧化生成氧化铝，铝表现还原性，故A正确；铝热反应是冶炼难熔金属，如Fe、Cr、Mn等，Al和Fe、Cr、Mn等氧化物的混合物为铝热剂，故B错误；反应在高温下进行，用于冶炼难熔金属，故C正确；铝热反应放出大量的热，为放热反应，故D错误。答案：BD8解析：在反应中没有元素化合价的变化，反应中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。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，反应中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。答案：C9答案：AD10解析：浮选法富
12、集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；方铅矿焙烧反应2PbS3O22PbO2SO2中，PbS中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故B错误；整个冶炼过程中，1molPbS转化为PbO转移电子是6mol，1molPbO转化为Pb转移电子是2mol，所以制取1molPb共转移8mol电子，故C错误；将1molPbS冶炼成Pb的过程中，根据方程式得出：2PbS2PbOC2Pb，1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5mol的碳，即需要6g碳，故D正确。答案：D11解析：A项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；根据中生成物（NH4）2MoO4
13、可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错；C项，根据反应可知H2MoO4是一种不溶性酸；D项，1molH2、1molCO和1molAl作还原剂时，失去的电子数分别为2mol、2mol和3mol，还原等量的MoO3，则转移电子相同，此时n（H2）n（CO）n（Al）332。答案：D12解析：根据铝粉和四氧化三铁粉末恰好完全反应可得，铝粉和四氧化三铁粉末的物质的量之比为83，故反应前后的铝粉和铁粉的物质的量之比为89，再通过铁粉与盐酸的反应，以及铝粉与NaOH溶液的反应可知，生成气体的体积之比为912，即34。答案：C13解析：（1）在炼铁高炉中一氧化碳能与
14、氧化铁反应生成铁和二氧化碳；（2）碳与足量氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳；（3）煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能与二氧化硅反应形成炉渣。答案：（1）Fe2O33CO2Fe3CO2（2）CO2CO2CO2C2CO（3）CaCO3CaOCO2、CaOSiO2CaSiO314解析：（1）反应的反应物为TiO2、C、Cl2，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TiO22C2Cl2TiCl42CO，在反应中C被Cl2氧化，当有1molCl2完全反应时，参加反应的还原剂（C）的物质的量为1mol。（2）反应中
15、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：（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MgCl215解析：（1）铝热反应为2AlFe2O32FeAl2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。（2）引发铝热反应的操作是加少量KClO3，插上镁带并将其点燃。（3）全为该铝热反应的现象。（4）根据提供的铁和铝的熔点可知，该同学的推测合理。利用Al能与强碱反应而铁不与强碱反应的特性，可以检验熔融物中是否含有铝。答案：（1）2AlFe2O32FeAl2O3Fe2O3Al（2）加少量KClO3，插上镁带并将其点燃（3）（4）合理NaOH溶液2Al2OH2H2O=2AlO3H2
