高中化 3.2.1 从自然界获取铁和铜每课一练 苏教版必修1

【创新方案】年高中化学3.2.1从自然界获取铁和铜每课一练苏教版必修1一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)1．(·上海高考)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是()A．铁 B．氮C．氧 D．碳解析：高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被还原。答案：D2．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜，有人设计了以下两种方案：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为()A．一样多 B．①多C．②多 D．无法判断解析：铁的量一定，转移的电子数一定。由于氢气还原氧化铜的实验中开始需消耗氢气排净装置中的空气，实验结束后铜粉需在氢气氛围下冷却，所以能够用于还原氧化铜的氢气量较少，根据电子守恒原理可知，①制得铜较少。答案：C3．下列能通过置换反应生成铁的是()①Zn＋FeCl2(溶液)②Na＋FeSO4(溶液)③Fe2O3＋CO(高温)④Fe3O4＋H2(高温)⑤Al＋Fe2O3(引燃)A．①③④⑤ B．①②③C．①④⑤ D．①②③④⑤解析：②中钠先与水反应生成NaOH，再与FeSO4发生复分解反应，并不能置换出铁；③该反应虽然生成铁，但不是置换反应，其余皆符合题意。答案：C4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是() A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④解析：对(Ⅰ)～(Ⅳ)发生的化学反应分别是：(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑符合①；(Ⅱ)：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，符合③；(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr，符合③；(Ⅳ)：先从光卤石中提取MgCl2，再电解：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑，符合④。答案：B5．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0g沉淀，则该氧化物是()A．FeO B．Fe2O3C．CuO D．Cu2O解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\f(60.0g,100g·mol－1)＝0.6mol，则氧化物中氧元素也为0.6mol，m(O)＝0.6mol×16g·mol－1＝9.6g。金属的质量为32g－9.6g＝22.4gn(Fe)∶n(O)＝eq\f(22.4g,56g·mol－1)∶0.6mol＝2∶3；假设为Cu元素，n(Cu)∶n(O)＝eq\f(22.4g,64g·mol－1)∶0.6mol＝7∶12。答案：B二、非选择题(本题包括3小题，共30分)6．(7分)已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑，H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O,2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑。(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是___________________________________________________________________________________。(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式：________________________________________________________________。(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式：____________________________________________。解析：(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。(2)Ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融CaCl2的方法冶炼。(3)金属铝和MnO2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。答案：(1)非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一般采用热分解法冶炼(2)CaCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Ca＋Cl2↑(3)4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(高温))2Al2O3＋3Mn7．(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：(1)写出磁铁矿主要成分的化学式：____________。(2)写出磁铁矿被还原成单质铁的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：________________________________________________________________________。(4)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在矿石中以化合态形式存在。高炉炼铁就是用还原剂将铁矿石中的Fe还原出来的过程。答案：(1)Fe3O4(2)Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2(3)C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO(4)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO38．(13分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是_____________________________________________________________________________________________。(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应______________________。(4)高炉气中含有的主要气态污染物是___________________________________，若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途___________________________________________________________________________________。解析：(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量，同时生成CO作为还原剂，还原出铁矿石中的Fe；(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，主要是采用逆流操作，不仅利于矿石与还原性气体充分接触，还增加了接触时间，利于反应；(3)炼铁高炉中发生的主要反应就是还原剂的生成及生成铁的反应；(4)高炉气的主要成分有：CO、C