1、1金属矿物的开发利用一、选择题1下列说法中，不正确的是( )A金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来B冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂C金属由化合态变为游离态，都是被还原D金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱2下列各组物质中，均能使 Fe2O3还原成单质铁的是( )AO 2、H 2 BCO、CCCO 2、H 2O DAl、Cu3成语、诗词话科学对下列成语或诗句所描述现象的解释，你认为错误的是( )选项 成语或诗句 用化学知识解释A 唐代李白诗句“风吹柳花满店香” 这是生活中常见的一种分子扩散运动B “烈火见真金” 金的性质稳定，在烈火中也不会
2、发生反应C 明代于谦诗句“粉身碎骨浑不怕” 它指石灰石碾碎成粉末状的物理变化过程D 成语“百炼成钢” 通过反复锤炼，减少铁合金中碳元素的质量分 数4铝能用于冶炼一些金属(如钒、铬、锰等)，这是因为铝( )A既能与酸反应，又能与碱反应B导电性好C熔点低D还原性，在冶炼反应中放出大量的热量5工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的 Al2O3，然后得到铝。而不是电解氯化铝，其主要原因是( )AAlCl 3是共价化合物，其熔融态不导电B电解 AlCl3生成的 Cl2会污染大气C用氢气还原氧化铝即可得到铝DAlCl 3不存在6下列金属的冶炼过程中，需加入还原剂的是( )AHgO Hg BAl 2O3 Al
3、CAg 2O Ag DCuSO 4 Cu7下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )选项 冶炼原理 方法A 2HgO 2HgO2= = = = = 热分解法B2Al2O3(熔融)4Al3O 2= = = = =通 电 冰 晶 石 电解法C Cu2SO 2 2CuSO 2= = = = =高 温 热分解法D Fe2O32Al 2FeAl 2= = = = =高 温 O3热还原法8(2016信阳高一检测)用铝热法还原下列氧化物，制得金属各 1 mol，消耗铝最少的是( )AMnO 2 BWO 3 CCr 2O3 DCo 3O49冶炼金属一般有下列 4 种方法：焦炭法；水煤气(或氢气、一氧化碳)
4、法；活泼金属置换法；电解法。这 4 种方法在工业上均有应用。古代有：.火烧孔雀石炼铜；2.湿法炼铜。现代有：.铝热法炼铬；.从光卤石(MgCl 26H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是( )A， B ， C ， D，10(2014新课标全国卷)下列反应中，反应后固体物质增重的是( )A氢气通过灼热的 CuO 粉末B二氧化碳通过 Na2O2粉末C铝与 Fe2O3发生铝热反应D将锌粒投入 Cu(NO3)2溶液11(2016广州高一检测)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )A电解熔融 NaCl 制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反
5、应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe 3O4被 CO 还原成 Fe，转移 9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化12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 2OTiO 22C2Cl 2 TiCl42COTiCl 42Mg 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
6、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二、非选择题13粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol/L 盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标准状况下)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)引发铝热反应的实验操作是_，产物中单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式为_、_。(3)中所发生的各反应的离
7、子方程式为_、_。14孔雀石的主要成分为 CuCO3Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸将反应后的混合物过滤向滤液中加入一种金属粉末根据上述实验方案，试回答：(1)第步反应中的现象为_。(2)第步中加入的金属粉末是_，理由是_。(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入_气体，可制得较纯净的铜。15以铝土矿(主要成分氧化铝)、盐酸、氨水为主要原料制备金属铝，反应原理如下：Al2O36HCl= =2AlCl33H 2O，3AlCl33NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Cl，2Al(OH)3 Al2O33H 2O，= =
8、= = = _(完成该反应)，并指出该反应中生成标准状况下 6.72 L 氧气，冶炼出铝的物质的量是_mol，利用冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应，写出该反应的化学方程式_。16(2016山东滨州高一检测)如图所示，A、B、C、D、E 是单质，G、H、I、F 是B、C、D、E 分别和 A 形成的化合物。已知：反应 CG BH 能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；I 是 高 温 一种常见的温室气体，它和 E 可以发生反应：2EI 2FD，F 中 E 元素的= = = = =点 燃 质量分数为 60%。回答下列问题：(1)B 是一种单质，其元素在周期表中的位置是_。(2)化合物 I 的电子式_
9、。(3)1.6 g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需的铜粉的质量_。(4)C 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物反应的离子方程式为_。(5)E 在 I 中燃烧的方程式为_。17黄铜矿(CuFeS 2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为 8CuFeS221O 2 8Cu4FeO2Fe 2O316SO 2。= = = = =高 温 若 CuFeS2中 Fe 的化合价为2，反应中被还原的元素是_(填元素符号)。 (2)上述冶炼过程产生大量 SO2。下列处理方案中合理的是_(填序号)。 a高空排放b用于制备
10、硫酸c用纯碱溶液吸收制 Na2SO3d用浓硫酸吸收(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3。方法为：用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量 NaOH 溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得 Fe2O3。根据以上信息回答下列问题：a除去 Al3 的离子方程式是_。 b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有 FeO。提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO 4溶液、NaOH 溶液、碘水。所选试剂为_。证明炉渣中含有 FeO 的实验现象为_。 课下能力提升(十七) 金属矿物的开发利用1解析：选 B 金属的冶炼是将金属化合
11、物转化为金属单质，A 项正确；有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属的时候，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如 HgO，B 项错误；金属元素在化合物中一定显正价，当变成金属单质后，化合价就变为 0，所以是被还原，C 项正确；金属被发现和应用得早，说明该金属容易被还原，从而也4说明这些金属的活动性一般是较弱的，D 项正确。2解析：选 B 还原性强的物质(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。A 中，O 2是氧化剂；C 中，CO 2无还原性，D 中，Cu 活泼性比 Fe 弱。3解析：选 C 诗句“粉身碎骨浑不怕” ，描述的是生石灰遇水由块状变成粉末
12、状的过程，是化学过程。4解析：选 D 铝能用于冶炼一些金属，是因为铝有较强的金属性，可以将一些金属性较它弱的金属置换出来。另外，在冶炼反应中放出大量的热量，使反应体系维持在高温状态，可以把一些金属性较弱的金属从它们难熔的金属氧化物中置换出来。5解析：选 A AlCl 3是共价化合物，其熔融态不导电，A 正确；生成 Cl2会污染大气，但不是主要因素，B 错误；铝是活泼金属只能利用电解法制取，C 错误；固体、溶液中均存在氯化铝，D 错误。6解析：选 D 在冶炼金属的方法中，只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属如 Fe、Cu，而后面的金属如 Hg、Ag 适合用热
13、分解法，前面的金属如 Al 适合用电解法。7解析：选 C 活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu 等用热还原法冶炼，不活泼金属 Hg、Ag 利用热分解法冶炼，故A、B、D 正确。C 错误，C 项为火法炼铜。8解析：选 D 不必逐一写出化学方程式，分析金属元素的化合价变化即可。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需获得的电子数越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，消耗铝越少。选项提供的金属氧化物中，金属的化合价分别为：Mn(4)，W(6)，Cr(3)，Co 。Co 化合价最低，消(83)耗铝最少
14、。9解析：选 B 、 、 、发生的反应分别是：.Cu 2(OH)2CO3 2CuOCO 2H 2O C2CuO 2CuCO 2.FeCuSO 4=FeSO4Cu.2AlCr 2O3 Al2O32Cr= = = = =高 温 .先从光卤石中提取 MgCl2，再电解熔融的 MgCl2；MgCl 2(熔融)MgCl 2。则属于方法， 属于方法， 属于方法，属于方= = = = =电 解 法。10解析：选 B 四个选项的反应方程式及固体物质质量变化如下：AH 2CuO CuH 2O，固体质量减小。80 64B2CO 22Na 2O2=2Na2CO3O 2，固体质量增大。156 212C2AlFe 2O
15、3 Al2O32Fe，固体质量不变。= = = = =高 温 DZnCu(NO 3)2=CuZn(NO 3)2，固体质量减小。65 6411解析：选 C Fe 3O4中 3 个 Fe 共显8 价，故 1 mol Fe3O4被 CO 还原成 Fe，转移 8 mol e ，C 项错误。12解析：选 C 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。13解析：MgO 不能与铝发生置换反应，所以发生的反应是 Fe2O32Al2FeAl 2O3。
16、= = = = =高 温 中发生的反应是 Fe2O36HCl= =2FeCl33H 2O，MgO2HCl= =MgCl2H 2O。5中发生的反应是 Fe2FeCl 3=3FeCl2，Fe2HCl= =FeCl2H 2。中加入 KSCN 溶液不变色，说明 Fe3 完全被还原为 Fe2 ，溶液 D 为 MgCl2、FeCl 2的混合液。答案：(1)加少量 KClO3，插上镁带并将其点燃 Fe (2)Fe 2O36HCl= =2FeCl33H 2OMgO2HCl= =MgCl2H 2O(3)Fe2H =Fe2 H 2 Fe2Fe 3 =3Fe214解析：孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸
17、时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。答案：(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色 (2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜(3)氢气15以铝土矿(主要成分氧化铝)、盐酸、氨水为主要原料制备金属铝，反应原理如下：Al2O36HCl= =2AlCl33H 2O，AlCl33NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Cl，2Al(OH)3 Al2O33H 2O，= = = = = _(完成该反应)，并指出该反应中生成
18、标准状况下 6.72 L 氧气，冶炼出铝的物质的量是_mol，利用冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应，写出该反应的化学方程式_。解析：据给出的反应可知最后一步是电解熔融的氧化铝制取金属铝，化学方程式是2Al2O3(熔融) 4Al3O 2，该反应中生成标准状况下 6.72 L 氧气，即氧气= = = = =电 解 冰 晶 石是 6.72 L22.4 L/mol0.3 mol，故冶炼出铝的物质的量是 0.3 mol430.4 mol，冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应的化学方程式是2AlFe 2O3 2FeAl 2O3。= = = = =高 温 答案：2Al 2O3(熔融) 4Al3O 2 0.4= =
19、= = =电 解 冰 晶 石2AlFe 2O3 2FeAl 2O3= = = = =高 温 16解析：根据可知，这是铝热反应，所以 C 是铝，则 H 是氧化铝，A 是氧气，G 是三氧化二铁，B 就是铁。常见的温室气体是 CO2，所以 I 是 CO2，则 D 是碳。能在 CO2中燃烧，且把 CO2中的碳置换出来的是镁，即 E 是镁，F 是氧化镁，氧化镁中镁元素的质量分数是 60%。答案：(1)第四周期第族(2) (3) 0.64 g(4)2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 2 3(5)2MgCO 2 2MgOC= = = = =点 燃
20、 17解析：(1)分析化学方程式中各元素化合价可知：Cu 由2 价0 价，O 由 0 价2 价，铜元素、氧元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境，不能排入空气中。浓硫酸不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫。二氧化硫可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。(3)Al 3 与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe3 与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将 Al3 除去。反应的离子方程式为Al3 4OH =AlO 2H 2O。若要证明炉渣中含有 FeO 需要首先将其溶解，生成可溶性的 2亚铁盐，结合试剂分析可知，将该溶液加入到高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。6答案：(1)Cu、O (2)b、c (3)a.Al 3 4OH =AlO 2H 2O b稀硫酸、KMnO 4溶液 2用稀硫酸浸取炉渣所得的溶液能使 KMnO4溶液褪色
