1、课时训练 14 金属的冶炼1.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )A.2NaCl(熔融) 2Na+Cl2B.MgO+H2 Mg+H2OC.Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2D.2HgO 2Hg+O2解析:MgO 不能被 H2 还原且其熔点很高,通常用电解熔融 MgCl2 的方法生产镁。答案:B2.下列有关铝土矿综合利用的说法中,正确的是( )A.铝土矿提炼铝时只能用 NaOH 溶液溶解铝土矿,不能用酸溶液B.铝土矿只能提取铝C.用铝土矿提取铝的过程中无有毒气体产生,所以炼铝不会对环境造成任何污染D.铝土矿提取铝的过程不涉及置换反应解析:从铝土矿的成分以及提炼铝过程中每一步具体反应入手进行分
2、析。答案:D3.通常把铝粉与某些金属氧化物的混合物称为铝热剂,下列氧化物中不能与铝粉发生铝热反应的是( )A.Na2O B.Fe3O4 C.MnO2 D.V2O5答案:A4.下列说法正确的是( )A.金属铜一般用电解法进行冶炼B.铝可用金属钠还原的方法大量生产C.金属钠一般用电解法进行生产D.用焦炭还原铁矿石得到的铁是纯铁解析:金属铜应使用热还原法进行冶炼 ,但要用电解法进行电解精炼; 铝虽然可用金属钠还原出来,但这样冶炼成本太高,一般使用电解法冶炼;金属钠还原性强,一般还原剂无法将它还原出来,所以使用电解法冶炼、高炉炼铁得到金属铁含有较多杂质。答案:C5.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼
3、体现了人类文明的发展水平。下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.金属的活动性大小解析:金属的活动性决定着金属被开发的时间顺序 ,由于三种金属的活动性顺序为 AlFeCu,所以,活动性较差的金属铜最先被冶炼出来,而活动性较强的 Al 很晚才被冶炼利用。答案:D6.下列有关化工生产的主要设备及尾气的主要成分完全正确的是( )A.炼铁电炉CO、CO 2、N 2B.氨气氧化炉N 2、H 2C.炼钢转炉Fe 2O3 粉尘、COD.硫酸合成塔SO 2、SO 3解析:炼铁高炉CO、CO 2、N 2氨气合
4、成塔N 2、H 2、NH 3硫酸(SO 2SO 3)接触室SO 2、SO 3答案:C7.下列有关金属冶炼的说法中,不正确的是( )A.用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠B.在加热的情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝C.用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬D.用热分解法直接加热 HgO 得到金属 Hg解析:金属铝只能用电解法制备 ,不能用氢气还原。答案:B8.下列可被工业上采用的冶金方法是( )A.电解熔融的氯化铝制铝B.电解熔融的氯化镁制镁C.电解氯化钠溶液制钠D.高温下用 H2 还原氧化镁制镁解析:氯化铝是共价化合物,熔融状态下以分子形式存在 ,其中缺少自由移动的离子,基本不导电,故不能
5、用电解熔融氯化铝的方法制铝。A 不可选。Na+、Mg 2+、Al 3+在水溶液中电解时,电子被 H+得到,因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的,C 不可选。比 Al 活泼的金属很难用一般的还原剂(如 H2、CO、C 等) 把它们从化合物中还原出来,况且,MgO 的熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融 MgCl2 的方法,D 不可选。答案:B9.冶炼金属一般有以下四种方法:焦炭法,水煤气法(或氢气、一氧化碳法),活泼金属置换法,电解法。这四种方法在工业上均有应用。古代有:()火烧孔雀石炼铜Cu 2(OH)2CO3,()湿法炼铜;现代有 :()铝热法炼铬 ,()从光卤石(KClM
6、gCl 26H2O)中炼镁。下列对应关系不正确的是( )A. B. C. D.解析:本题难点是涉及一些化学史的知识。 ()火烧孔雀石炼铜是用树木煅烧孔雀石,孔雀石分解后产生 CuO,树木变成焦炭后还原 CuO 得到 Cu。Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO22CuO+C 2Cu+CO2 符合。()湿法炼铜是我国西汉时期用铁从铜的化合物溶液中置换出铜。Fe+Cu2+ Fe2+Cu 符合。()铝热法炼铬 2Al+Cr2O3 2Cr+Al2O3 符合。()从光卤石中炼镁是先从光卤石中得到 MgCl2,再电解熔融 MgCl2 得到 Mg。MgCl2(熔融 ) Mg+Cl2 符合。答案:B1
7、0.工业制备铝一般是从铝土矿(主要成分是 Al2O3,含有 Fe2O3 杂质)中得到纯净的 Al2O3,然后电解 Al2O3 得到铝。下图是从铝土矿中提纯 Al2O3 的简单示意图 ,其中涉及的一个反应是2NaAlO2+CO2+3H2O Na2CO3+2Al(OH)3。(1)图示中 a 的实验操作是 ;图示中 b 加入的试剂是 。 (2)试推断物质:B ,C ,H ,F 。(填化学式) (3)写出各步反应的化学方程式: ; ; ; 。 解析:溶液 B 中通入 CO2 产生沉淀,说明 B 溶液为 NaAlO2 溶液,则向铝土矿中加入的试剂是NaOH 溶液,操作 a 是过滤;溶液 D 为 Na2C
8、O3,反应为 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH。答案:(1)过滤 Ca(OH) 2 (2)NaAlO 2 Fe 2O3 CaCO 3 Al 2O3(3)Al 2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2ONa 2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH2Al(OH) 3 Al2O3+3H2O2Al 2O3(熔融) 4Al+3O211.金属材料在人类社会中发挥着重要的作用,其冶炼过程离不开化学的支持。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,人类研制出很多炼铁的方法。某研究性学习小组查阅了工业炼铁的有关资料后,发现目前多采用高炉炼铁这种主流方法,其生产示
9、意图如下,请回答下列问题:高炉炼铁示意图(1)已知铁矿石中有一些难熔化的脉石(SiO 2),在铁矿石中加入一定比例的石灰石就是为了除去这些脉石,形成的物质就是炉渣的主要成分,请写出有关化学方程式:, 。 (2)铁矿石中加入一定比例的焦炭的目的是生成还原剂 CO,请写出得到 CO 的化学方程式:, 。 (3)热空气从高炉下部通入,而炉料从高炉顶部投入,这样操作的主要目的是 。 答案:(1)CaCO 3 CaO+CO2CaO+SiO2 CaSiO3(2)C+O2 CO2 CO 2+C 2CO(3)使炉料和热空气充分接触,使反应得以顺利进行,且有利于热交换 ,使热能得以充分利用12.已知有关物质的熔
10、、沸点数据如下表:MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/2 8502 072714190(2.5105Pa)沸 3 2 1 412 182.7点/600 980请参考表中数据回答问题:(1)工业上用电解法生产镁,通常是电解 MgCl2 而不是电解 MgO,主要理由是 。 (2)工业上用电解法生产铝,通常是电解 Al2O3 而不是电解 AlCl3,主要理由是 。 解析:MgCl 2 和 MgO 都是离子化合物,要将它们电解制得金属首先将其熔化 ,而 MgO 的熔点太高,将其熔化时需要很大的能源消耗,因而使用熔点较低的 MgCl2。虽然 Al2O3 的熔点很高,但 AlCl3 易升华 (熔点低于沸点),显然属于共价化合物,熔融状态下不能导电 ,无法被电解。答案:(1)MgO 的熔点高会增加熔融时的能源消耗,因而使用熔点较低的 MgCl2 生产金属镁(2)AlCl3 属于共价化合物,熔融状态下不能导电,不能被电解
