1、课时分层作业( 十八) 金属矿物的开发利用(建议用时：45 分钟)学业达标练1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )A合金的性质与其组成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B 合金的性质与其组成金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，A 项正确；因 AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解 Al2O3(熔融 )的方法，B 项错误；金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，
2、C、D 两项正确。2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。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，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金属的活动性强弱D 金属越活泼越难冶炼，开发利用的年代越晚。3化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是( )A人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界的分布无关B人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C工业上可用电解熔融态的 MgCl2、AlCl 3 来制备 Mg、AlD工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备 CuSO4D 选项 A
3、，人类对金属的认识与其在自然界中的分布有着密切的关系。选项 B，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。选项 C，AlCl 3是共价化合物，熔融 AlCl3不导电。选项 D，将铜粉放在稀硫酸中，不断通入空气，加热即可生成 CuSO4。4.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( ) 【导学号：43722214】Aa 为镁条Bb 为氧化铁与铝粉的混合物C2 mol 氧化剂参与反应则电子转移 6NA 个(设 NA 为阿伏加德罗常数)D还原剂与氧化产物的物质的量之比为 12A 铝与氧化铁的铝热反应为 2AlFe 2O3 Al2O3
4、2Fe。A= = = = =高 温 项，a 为镁条，起引燃作用，故 A 正确；B 项，b 为氯酸钾，作氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应，其中 C 为氧化物与铝粉的混合物，故 B 错误；C 项，2AlFe 2O3 Al2O32Fe，该反应中氧化剂是氧化铁，2 mol 氧= = = = =高 温 化剂参与反应则电子转移 12NA个，故 C 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，故 D 错误。5我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是( )A焦炭还
5、原法 B湿法炼铜C铝热还原法 D电解冶炼法A 火烧孔雀石和焦炭混合物发生的反应为 Cu2(OH)2CO3 2CuO H2OCO 2，2CuO C 2CuCO 2，属= = = = = = = = = =高 温 于焦炭还原法。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( ) 【导学号：43722215】A电解法 B热还原法C热分解法 D铝热法A Na、Mg 冶炼用电解法，故锂也用电解法。7下列各组物质中，均能将 Fe2O3 还原成单质铁的是 ( )ACO、O 2、H 2 BCO、CO 2、CCCO
6、 2、H 2O、O 2 DAl、C、H 2D 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下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )A加热 Al2O3 B加热 HgOC电解熔融 NaCl D铝粉和 Fe2O3 共热A Al 2O3加热不能分解生成 Al 单质。9工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：2C(焦炭)O 2(空气) 2CO= = = = =高 温 Fe 2O33CO 2Fe3CO 2= = = = =高 温 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
7、原因是( )【导学号：43722216】ACO 过量BCO 与铁矿石接触不充分C炼铁高炉的高度不够DCO 与 Fe2O3 的反应有一定限度D 高炉炼铁的反应 Fe2O33CO 2Fe3CO 2为可逆反应，= = = = =高 温 所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需，这样可以提高 CO的浓度，促进该反应正向移动。教师独具下列反应原理不符合工业实际的是( )A2Ag 2O 4AgO 2= = = = =高 温 B4Al 3MnO 2 3Mn2Al 2O3= = = = =高 温 C2MgO 2MgO 2= = = = =电 解 D2CuOC 2CuCO 2= = = = =高 温
8、C 根据金属的活动性和特点，这四种金属选用的冶炼方法看似都正确，但是工业上冶炼镁时，并不是电解熔融的氧化镁，而是电解熔融的氯化镁。因为氧化镁的熔点很高，与电解熔融的氯化镁相比会消耗更多的能量。10用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：【导学号：43722217】(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，该反应称为_反应。(2)选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上) ：_。镁带剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的白光；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。【解析】 (1)铝热反应为 2AlFe 2O3 2FeAl
9、2O3，该反应中= = = = =高 温 Fe2O3作氧化剂，Al 作还原剂。(2)全为该铝热反应的现象。【答案】 (1)Fe 2O32Al Al2O32Fe Fe 2O3 = = = = =高 温 Al 铝热 (2)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：FeTiO 32H 2SO4=TiOSO4FeSO 42H 2OTiOSO 42H 2O=H2TiO3H 2SO4H 2TiO3 TiO2H 2O= = = = = TiO 22C2Cl 2 TiCl42CO= = = = = TiCl
10、42Mg 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钛是像金、铂一样的不活泼金属B金属钛的表现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，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，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
11、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冲 A 挑战练120.4 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( )【导学号：43722218】AFeO BFe 2O3CFe 3O4 DFeO 和 Fe2O3B CO 和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个氧原子可以生成一个 CO2分子，每一个 CO2分子可以生成一个 CaCO3，所以有下列的关系式，假设 0.4 g 该氧化物
12、中含 x g 氧原子OCO 2CaCO 316 100x g 0.75 g解得 x0.12 ，N(Fe) N(O) ： 23。 0.4 g 0.12 g56 gmol 1 0.12 g16 gmol 113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，实验装置如下： 【导学号：43722219】(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：_。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入 CO？原因
13、是什么？_。【解析】 (2)检验是否生成铁单质，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(H 2)，则证明生成了单质铁。(3) 反应结束后，得到的铁还是炽热的，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。【答案】 (1)Fe 2O33CO 2Fe3CO 2= = = = =高 温 (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(答案合理即可)(3)收集 CO，防止污染空气 先停止加热，防止生成的铁再次被氧化14钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO
14、2)是目前最好的白色颜料。制备 TiO2 和 Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。含 Fe2O3的钛铁矿( 主要成分为 FeTiO3)制备 TiO2 流程如下： 【导学号：43722220】(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(TiO 2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为 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 FeSO47H2O 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、CaCO 3或碱。(3)高温下 Ti 和 Mg 易与空气中 O2、N 2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(FeSO47H2O)(2)绿矾(FeSO 47H2O) 生石灰 (或碳酸钙、废碱)(3)防止高温下镁或钛与 O2、N 2 等反应
