1、 - 1 - 课时作业课时作业 18 金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用 练基础 1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 解析：由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。 答案：D 2可以从自然界中直接获得的金属单质是( ) ACa BAl CNa DAu 解析：Ca、Al、Na 化学性质活泼，在自然界中以化合态存在，Au 化学性质稳定，在自 然界中以游离态存在。 答案：D 3下
2、列金属适合用热分解法冶炼的是( ) ANa BAl CFe DAg 解析：金属活动性顺序表中 Al 及位于 Al 之前的金属采用电解法冶炼，位于 Al 之后 Hg 之前的金属采用热还原法冶炼，Hg、Ag 采用热分解法冶炼，Pt、Au 采用富集法来获取，故 D 正确。 答案：D 4以下方法可用于工业冶炼金属的是( ) A电解熔融 AlCl3获取金属铝 B电解 MgCl2溶液获取金属镁 C用 CO 还原铁矿石来获取金属铁 D电解饱和食盐水来获取金属钠 解析：A 项，AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，工业上是电解熔融 Al2O3获取金属铝， 错误；B 项，电解熔融 MgCl2可以获取金属镁，电解
3、 MgCl2溶液得到的是氢氧化镁、氢气和 氯气，错误；C 项，用 CO 还原铁矿石来获取金属铁是工业炼铁的原理，属于热还原法，正确； - 2 - D 项，电解饱和食盐水得到的是氢氧化钠、氢气和氯气，电解熔融的氯化钠可以冶炼金属钠， 错误。 答案：C 5 金属材料在日常生活、 生产中有着广泛的应用， 下列关于金属的说法不正确的是( ) A越活泼的金属越难冶炼 B合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 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工业上金属 Mg、Al 都是用电解其熔融的氯化物制得的 答案：D 6下列说法不正确的是( ) A冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其
4、中石灰石的作用是除去铁矿 石中的脉石(二氧化硅) B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 C工业上 Mg 由电解熔融的 MgO 制取，Na 由电解熔融的 NaCl 制取 D铝热法冶炼铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析：工业上用电解熔融 MgCl2的方法冶炼金属镁。 答案：C 7下列冶炼方法中，可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 CaCO3 C电解熔融 NaCl D氧化钠与铝粉高温共热 解析：Al2O3受热得不到铝，A 错误；加热 CaCO3得到 CaO 和 CO2，不能生成金属钙，B 错误；电解熔融 NaCl，得到金属钠和氯气，C 正确；
5、钠的金属性比铝强，不能利用铝热反应 制取金属钠，D 错误。 答案：C 8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 Fe2O32Al= 高温 2FeAl2O3 - 3 - B该实验需要关注的安全事项是纸漏斗与盛沙子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 DFe2O3和 Al 粉的质量比要控制在 2：1 左右，且要混合均匀，以保证 Fe2O3和 Al 都能 完全反应 解析：铝热法炼铁的原理是高温下铝把三氧化二铁中的
6、铁置换出来，A 项正确；高温熔融 物遇到常温下的沙子容易溅出，B 项正确；镁条燃烧是剧烈的放热反应，产生的高温可以引发 铝热反应，C 项正确；由化学方程式可以计算出 Fe2O3和 Al 粉的质量比约为 3：1，D 项错误。 答案：D 9在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属是( ) ANa、Mg、Al BNa、Zn、Fe CZn、Fe、Cu DMg、Al、Zn、Fe 解析：Na、Mg、Al 的冶炼方法为电解法；Zn、Fe、Cu 的冶炼方法为化学还原剂还原法。 答案：C 10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)O2(空气)= 高温 2CO Fe2O33CO= 高温
7、 2Fe3CO2 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( ) 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 解析： 高炉炼铁的反应 Fe2O33CO= 高温 2Fe3CO2为可逆反应， 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。 答案：D 提素养 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=TiOSO4Fe
8、SO42H2O TiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4 H2TiO3= TiO2H2O - 4 - TiO22C2Cl2= TiCl42CO TiCl42Mg= 2MgCl2Ti 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 解析：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 应中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。 答案：C 12诺贝尔化学奖获得者施罗克等人
9、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2MoS27O2= 高温 2MoO34SO2 MoO32NH3 H2O=(NH4)2MoO4H2O (NH4)2MoO42HCl=H2MoO42NH4Cl H2MoO4= 高温 MoO3H2O 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 3：3：2 解析：A 项明显错误，生成物 SO2对环境污染严重；B
10、项，根据中生成物(NH4)2MoO4 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 项错误；C 项， H2MoO4可由盐酸制得，故其不可能为强酸；D 项，1 mol H2、1 mol CO 和 1 mol Al 作还原剂 时， 失去的电子数分别为 2 mol、 2 mol 和 3 mol， 还原等量的 MoO3转移电子相同， 此时 n(H2)： n(CO) ：n(A1)3：3：2。 答案：D 13已知反应 2AlFe2O3= 高温 2FeAl2O3，在化学上称为“铝热反应”，人们可利用该 反应焊接铁轨。从化学方程式可以看出，Al 比 Fe 活泼，镁和氧化铜也
11、能发生类似的反应，则 该反应的化学方程式为_。某活动小组在实验室中进行镁 和氧化铜反应的实验，充分反应后，大家对反应后的固体剩余物进行了实验探究。 【提出问题】 反应后的固体剩余物是什么？ - 5 - 【做出假设】 甲组同学经过讨论一致认为反应后的固体剩余物中一定含有_和_； 乙组同学认为反应后的固体剩余物中可能还含有_； 丙组同学认为反应后的固体剩余物中可能还含有_。 【实验探究】 查阅相关资料后，大家设计如下实验对反应后的固体剩余物进行探究。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量反应后的固体剩余 物于试管中， 向其中加入足量 的_ 固体物质部分溶解， 溶液为无 色 甲组同学的假设正确 另取
12、少量固体于试管中， 进 行与实验一样的操作 _ _ 乙组同学的假设成立 另取少量固体于试管中， 进 行与实验一样的操作 _ _ 丙组同学的假设成立 【反思与拓展】 对于有多种物质参与的化学反应，要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑 _。 解析：镁和氧化铜也能发生类似的反应，化学方程式为 MgCuO= 高温 CuMgO。由题 给探究步骤，首先【提出问题】 ，然后【做出假设】 。根据反应的化学方程式知，反应后的固 体剩余物中一定含有 MgO 和 Cu；可能还含有 Mg，也可能还含有 CuO。 【实验探究】取少量反应后的固体剩余物于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)，若还含有 Mg，实验现象为固
13、体物质部分溶解，溶液无色，有气泡冒出；若还含有 CuO，实验现象为固 体物质部分溶解，溶液变为蓝色。 【反思与拓展】要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑反应物是否过量。 答案：MgCuO= 高温 CuMgO 【做出假设】MgO Cu Mg CuO 【实验探究】稀盐酸(或稀硫酸) 固体物质部分溶解，溶液为无色，有气泡冒出 固体物质部分溶解，溶液变为蓝色(假设和探究对应即可) 【反思与拓展】反应物是否过量(或反应物的用量) 14钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是一种白色颜料。制备 TiO2和 Ti - 6 - 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。由含 Fe2
14、O3的钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制 备 TiO2流程如下： (1)步骤中加入 Fe 的目的是_；步骤中冷却的目的是 _。 (2)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的步骤如下： TiO2 TiCl4 Mg 800 ，Ar Ti 反应 TiCl42Mg= 800 2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是 _。 解析： (1)分析框图知，铁最终转化成副产物 FeSO4 7H2O，所以要将3 价 Fe 转化为2 价 Fe， 降温可减小 FeSO4 7H2O 的溶解度，有利于 FeSO4 7H2O 结晶析出。 (2)高温下，Ti 和 Mg 都易与空气中的 O2等反应，故反应应在 Ar 气氛中进行。 答案：(1)将 Fe3 还原为 Fe2 析出 FeSO 4 7H2O (2)防止高温下镁(钛)与 O2等反应
