2018年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.1.1金属矿物的开发利用课后作业新人教版.docx

4.1.1 金属矿物的开发利用一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1下列说法错误的是()A对废旧金属的最好处理方法是回收、再用B提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等2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3.下列化工生产原理错误的是()可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热A B C D4下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()冶炼原理方法A2HgO2HgO22Al2O3(熔融)4Al3O2Cu2SO22CuSO2Fe2O32Al2FeAl2O3热分解法B电解法C热分解法D热还原法5.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是()地壳中金属元素的含量金属活动性顺序金属的导电性金属冶炼的难易程度金属的延展性A BC D6下列金属的冶炼过程中，需加入还原剂的是()AHgOHg BAl2O3AlCAg2OAg DCuSO4Cu7在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：NaKClNaClK，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。物质KNaKClNaCl熔点()63.697.8770801沸点()7748831 5001 413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()A770 B801C850 D7708018有0.4 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()AFeO BFe2O3CFe3O4 DFeO和Fe2O39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，即可炼出闪烁似金子般光泽的“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用火焰灼烧不能区别黄金和药金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1 mol Pb共转移2 mol电子D将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳答案1C活泼金属的冶炼是电解其熔融盐如MgCl2、NaCl等，或熔融氧化物如Al2O3等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。2B金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，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，从而也说明这些金属的活动性一般是较弱的，D项正确。3D钠特别活泼，投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2，接着生成Mg(OH)2沉淀，错误；冶炼铝使用的是Al2O3，错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温条件，错误。4C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等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。5D6D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适合用热分解法，前面的金属如Al适合用电解法。7CK、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K气化。其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K。应在801883间合理。8BCO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O原子对应一个CO2分子，每一个CO2分子对应一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4 g该氧化物中含x g O原子。OCO2CaCO316 100x g 0.75 g解得x0.12N(Fe)N(O)23。故此氧化物的化学式为Fe2O3。9A冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO3ZnOCO2，2ZnOC2ZnCO2，2Cu2OC4CuCO2，可知A项正确，B项错误。王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误。用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。10D浮选法富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，1 mol PbS转化为PbO转移电子是6 mol，1 mol PbO转化为Pb转移电子是2 mol，所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子，故C错误；将1 mol PbS冶炼成Pb的过程中，根据方程式得出：2PbS2PbOC2Pb,1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 mol的碳，即需要6 g碳，故D正确。11.在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()ANa、Mg、AlBNa、K、Zn、FeCZn、Fe、Cu、Ag DMg、Al、Zn、Fe12.将氢气通过10 g CuO粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4 g，那么下列计算正确的是()A有1.6 g H2O生成B有8.4 g Cu生成C有80%的CuO被还原D实验过程中所消耗的氢气为0.2 g二、非选择题(共52分)13(12分)某同学做“铝热反应”的实验。查阅化学手册知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750(1)铝热反应方程式为_。(2)下列能与Al发生铝热反应的有_(填序号)。AMnO2BNa2OCMgODFeO(3)某同学推测，铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金。设计实验方案，证明所得的块状熔融物中含有金属铝。所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式(4)实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好的是_(填序号)，理由是：_。A浓硫酸 B稀硫酸C硫酸铜溶液 DNaOH溶液14(16分)黄铜矿(CuFeS2)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：8CuFeS221O28Cu4FeO2Fe2O316SO2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_(填代号)。a高空排放b用于制备硫酸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、SiO2、Al2O3)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KMnO4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_。15(9分)孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(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)第步加入的金属粉末是_，理由是_。(3)向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热后通入_气体，可得到较纯净的铜和水。16(15分)为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体(标准状况，下同)的体积为b L。反应的化学方程式是_；样品中铝的质量是_ g。(2)若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是_；氧化铁与铝的质量比是_。(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比cb_。答案11.A金属的活泼性不同，冶炼方法也不同，活泼金属KAl用电解法；较活泼金属ZnCu用还原剂(如H2、焦炭、CO等)还原法；不活泼金属如Hg和Ag用加热法。12CCuOH2=H2OCu固体质量减少 80 2 18 64 16 x ym(H2O) m(Cu)108.41.6m(H2O)1.8 g m(Cu)6.4 g被还原的CuO为×100%×100%80%反应消耗H2为0.2 g，但实际提供的氢气大于0.2 g。13(1)2AlFe2O32FeAl2O3(2)AD(3)氢氧化钠溶液取适量样品置于试管中，加入NaOH溶液；有气泡产生2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(其他合理答案均可)(4)B稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染解析：(2)根据铝的活动性比Na、Mg弱，比Mn、Fe强知，MnO2、FeO均可与Al发生铝热反应。(3)要证明所得的铁中含有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可。(4)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时置换出单质铜；NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝。14(1)Cu、O(2)b、c(3)a.Al34OH=AlO2H2Ob稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色解析：(1)分析方程式中各元素化合价可知，氧元素、铜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，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。(3)Al3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：Al34OH=AlO2H2O。若要证明炉渣中含有FeO需要首先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，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。15(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色(2)Fe铁比铜活泼，可从溶液中置换出铜(3)氢气解析：孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，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；向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。16(1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe8027(3)23解析：(1)铝热剂中只有铝能与NaOH溶液反应，Fe2O3不能反应，设样品中铝的质量为x，则2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2×273×22.4 xb Lx g g，样品中铝的质量为 g。(2)铝热剂点燃恰好完全反应，化学方程式为2AlFe2O3Al2O32Fe，由该方程式可推知：氧化铁与铝的质量比是。(3)依据铝热反应方程式可知：2 mol Al3 mol H2，2 mol Fe2 mol H2故cb23。