第25讲 金属矿物的开发利用（教师版）-高一化学同步讲义（人教版必修第二册）

第25讲第25讲金属矿物的开发利用知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中，以单质形式存在的，称为游离态，以化合物形态存在的，则为化合态。游离态——金、铂等极少数不活泼金属。化合态——钠、镁、铝等绝大多数金属。二、金属的冶炼原理1．实质：利用还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属单质：Mn++ne-M。2．常见的金属冶炼方法：根据金属活泼性的不同，采用不同的冶炼方法：【答案】电解法热还原法热分解法物理方法三、常见金属的冶炼方法1．电解法（1）冶炼钠：__________________________________________；（2）冶炼镁：__________________________________________；（3）冶炼铝：__________________________________________。【答案】（1）2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑；（2）MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg+Cl2↑；（3）2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al+3O2↑。2．热还原法（1）高温下利用C、CO、H2等作为还原剂进行冶炼，如高炉炼铁：Fe2O3+3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe+3CO2；（2）铝热法炼铁实验装置实验原理应用①冶炼熔点较高的金属，如铬、锰、钨、钒等；②金属焊接，如焊接钢轨。【答案】2Al+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3；思考与交流（1）（1）镁条与氯酸钾的作用是什么？（2）蒸发皿为什么要铺一层沙子？【答案】（1）作为引发剂，提供高温条件；（2）防止滴落的高温熔融物使蒸发皿炸裂资料卡片——铜的冶炼（（1）火法炼铜（主要反应：Cu2S+O2eq\o(=====,\s\up7(高温))2Cu+SO2）（2）湿法炼铜（主要反应：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu）3．热分解法（1）2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg+O2↑（2）2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag+O2↑4．物理方法金、铂在自然界以游离态存在，直接通过物理方法即可提取，如“沙土淘金”。四、合理开发和利用金属资源1．意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染2．途径：（1）提高金属矿物的利用率（2）开发环保高效的金属冶炼方法（3）防止金属的腐蚀（4）加强废旧金属的回收和再利用（5）使用其他材料代替金属材料对点训练对点训练题型一：金属的冶炼【例1】从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于A．氧化还原反应 B．置换反应C．分解反应 D．复分解反应【答案】A【解析】金属的冶炼原理是将金属的化合物通过还原的方法使金属离子还原成金属单质，元素的化合价发生变化，肯定是氧化还原反应，可以是分解反应，可以是置换反应，一定不是复分解反应，故选A。【点睛】本题考查金属冶炼，注意金属冶炼的一般方法和原理，注意反应类型的判断是解答关键。【变2-1】金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是（

）A．（熔融） B．C． D．【答案】B【解析】金属的冶炼方法取决于金属的活泼性，活泼金属K、、、、一般用电解熔融的氯化物（是用电解熔融的）制得；较不活泼的金属、、、、等用热还原法制得，常用的还原剂有C、、等；、用加热分解氧化物的方法制得；、用物理分离的方法制得；A.钠性质活泼，需用电解法制取不属于热还原法，A错误；B.钨性质较不活泼，可用热还原法制取，B正确；C.为湿法制铜的反应原理，不属于热还原法，C错误；D.银性质不活泼，可用热分解法制取，不属于热还原法，D错误；答案选B。【变2-3】下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是A．金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质B．用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属FeC．通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属NaD．冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜【答案】C【解析】A项、冶炼金属时，金属元素以化合态存在，冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子，故A正确；B项、碳粉或铝粉具有还原性，高温条件下能还原铁矿石获取金属Fe，故B正确；C项、通过电解熔融NaCl的方法可以获取金属Na，故C错误；D项、冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜，反应中铜元素都得电子发生还原反应生成铜单质，故D正确；故选C。【例3】以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2S＋O22Cu＋SO2。下列说法不正确的是A．化合价发生变化的元素有3种B．Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂C．1molO2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4molD．SO2被分离、回收后氧化生成SO3，作为制取硫酸的原料【答案】C【解析】A．该反应Cu2S+O22Cu+SO2中，硫元素化合价由-2价变为+4价，氧元素化合价由0价变为-2价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以化合价发生变化的元素是3种，故A正确；B．该反应中硫元素化合价由-2价变为+4价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C．铜元素化合价从+1价变化为0价，硫元素化合价从-2价变化为+4价，氧元素化合价从0价变化为-2价，依据电子守恒得到：当1

mol

O2参加反应时，共转移6mole-，故C错误；D．二氧化硫被分离、回收后氧化生成SO3，三氧化硫和水反应生成硫酸，所以可以作为制取硫酸的原料，故D正确；故答案为C。【点睛】考查氧化还原反应，明确元素化合价变化是解本题关键，该反应Cu2S+O22Cu+SO2中，硫元素化合价由-2价变为+4价，氧元素化合价由0价变为-2价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂，氧气是氧化剂，易错选项是C，注意该反应中氧化剂为两种物质，为易错点。题型二：铝热反应【例5】下列金属中：①铁，②镁，③锰，④钒，⑤铬，⑥汞。可用铝热反应原理制备的有A．①②④⑥ B．①②③⑤ C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥【答案】C【解析】铁、锰、钒、铬金属活泼性弱于铝，熔点较高，都可以通过铝热反应制取，镁还原性强于铝，不能通过铝热反应制取，汞的活泼性较差，直接加热氧化物分解即可冶炼，无需通过铝热反应制备，可用铝热反应原理制备的有①③④⑤，故选C。【例6】铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，可简单认为是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应。某学习小组对铝热反应(以Al和Fe2O3反应为例)进行研究。查阅资料得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如表所示：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351565沸点/℃246729802750—试回答下列问题：(1)在铝热反应中金属铝表现出__性(填“氧化”或“还原”)。请判断下列金属中不能由铝热反应制取的是__(填序号)。①Fe

②Cr(铬)

③V(钒)

④Ca

⑤Mn(2)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属。若要设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需试剂为__，可观察到的现象是__。(3)另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，他设计了如下方案来验证：取一块该熔融物冷却后投入到少量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察到溶液颜色未变红，证明该熔融物中不含有Fe2O3。则：①物质甲是__(填化学式)。②该同学的实验方案是否合理？__(填“合理”或“不合理”)。理由：__。【答案】

还原

④

氢氧化钠溶液

溶液中有气泡产生

KSCN

不合理

Fe3+可能被Fe全部还原为Fe2+而不能使KSCN溶液变红【解析】(1)铝热反应为铝与某些金属氧化物在高温条件下生成氧化铝和金属单质的反应，反应中铝元素的化合价升高，作还原剂，表现出还原性；铝热反应的原理为还原性较强的金属铝置换出还原性较弱的其他金属，根据金属的活动性顺序可判断，不能由铝热反应制取，故选④；(2)铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需试剂为氢氧化钠溶液，可观察到的现象是溶液中有气泡产生；(3)①检验用溶液，则物质甲是；②铝热反应得到的熔融物中含有单质，可能被全部还原为而不能使溶液变红，所以不合理。题型三：金属矿物资源的开发利用【例7】从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的通常有两种工艺。因向铝土矿中加入NaOH时形成的赤泥(残渣)中常含有铝硅酸钠，故流程乙常处理SiO2含量小于8%的铝土矿，若SiO2含量较高则可采用流程甲来处理。请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_______。(3)流程甲滤液D中通入过量CO2的化学方程式为_______。(4)“通入过量CO2”能否改用盐酸_______，原因是_______。(5)滤液E、K中溶质的主要成分是_______(填化学式)，写出该溶质的一种用途_______。【答案】

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

SiO2＋2OH-=SiO+H2O

NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3

不能

A1(OH)3沉淀会溶于过量的盐酸中

NaHCO3

制纯碱或做发酵粉等【解析】(1)Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化物不能拆，离子方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，二氧化硅不能拆，故离子反应方程式为：SiO2＋2OH-=SiO+H2O；(3)流程甲滤液D含有偏铝酸钠，通入过量CO2反应生成氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3；(4)“通入过量CO2”不能改用盐酸，因为A1(OH)3沉淀会溶于过量的盐酸中；(5)由分析可知滤液E、K中溶质的主要成分是NaHCO3，NaHCO3用途有制纯碱或做发酵粉等。【例10】利用某地的闪锌矿(主要成分为ZnS，其杂质主要为铁、铜等元素)冶炼纯锌的传统工艺如图所示。注：锌、铁、铜的沸点依次为1180K、3023K、2800K。(1)高温煅烧时，若氧气足量，则ZnS发生反应的化学方程式为__。(2)工业生产中方案1由锌熔体获得粗锌的操作为__(填“蒸馏”“分馏”或“干馏”)。(3)方案2中固相2的成分为__(填化学符号，下同)，液相1所含金属阳离子为__。(4)方案2中从液相1获取粗锌的过程中可加入单质__除掉其他杂质；对比两种方案，方案2的优点是__。(5)方案2的系列操作产生的废液可以制取绿矾。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如表所示：温度/℃010305056.760708090溶解度/14.017.025.033.035.235.335.633.033.5析出晶体FeSO4•7H2OFeSO4•4H2OFeSO4•H2O从表中数据可以得出的结论是①__，②__。【答案】

分馏

C、Cu

Zn2+、Fe2+

Zn

节约能量

随温度升高，硫酸亚铁的溶解度先升高后降低

温度超过60℃时，析出晶体中结晶水含量越来越少【解析】(1)高温煅烧时，若氧气足量，则与氧气反应生成氧化锌和二氧化硫，其化学方程式为；(2)方案1中，锌熔体为锌和少量铁、铜、碳的混合物，三种金属沸点不同，获得粗锌的操作为分馏；(3)锌熔体为锌和少量铁、铜、碳的混合物，加入稀硫酸，锌和铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸锌和氢气，固相2的成分为、；液相1所含金属阳离子为、；(4)方案2中液相1为硫酸锌、硫酸亚铁和少量硫酸的混合液，获取粗锌的过程中可加入单质锌除掉其他杂质；对比两种方案，方案2的优点是节约能量(或不需加热)；(5)分析表中数据可以得出的结论是：①随温度升高，硫酸亚铁的溶解度先升高后降低；②温度超过60℃时，析出晶体中结晶水含量越来越少。提分特训提分特训【题1】下列化工生产原理错误的是①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠②可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故无需加热A．②③ B．①③ C．①② D．②③④【答案】D【解析】①常用电解熔融的方法冶炼金属，①项正确；②非常活波，将加入饱和溶液中，先与反应生成和，再与反应生成沉淀，②项错误；③为共价化合物，熔融状态下不导电，故冶炼铝使用的是，③项错误；④高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应，如碳燃烧，但仍需要加热，④项错误；综上所述，②③④错误，D满足题意；答案选D。【题2】分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属纯度的说法正确的是A．用氢气的纯度高 B．用金属的纯度高C．二者相同 D．无法比较【答案】A【解析】用氢气作还原剂冶炼金属，过量的氢气和氧化后生成的物质都不会残留在还原出的金属中，但用金属作还原剂冶炼金属，金属氧化后的产物往往会留在还原出的金属中，所以用氢气作还原剂得到的金属纯度高答案选A。【题3】下列金属的工业制法正确的是A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．炼铁：炼铁高炉中碳在高温下还原铁矿石中的铁C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠D．炼硅：用焦炭与二氧化硅在高温下反应生成粗硅和二氧化碳【答案】C【解析】A．工业上用金属钠置换出熔融氯化钛(TiCl4)中的钛。在氯化钛水溶液中钠会和水反应生成氢氧化钠和氢气，而不会置换出钛，A项错误；B．炼铁高炉中利用还原剂CO在高温条件下将铁矿石中的铁还原出来，B项错误；C．用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠，C项正确；D．高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，同时生成了一氧化碳，而不是二氧化碳，D项错误；答案选C。【题4】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【答案】A【解析】A、冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO3ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，A项正确；B、根据A中分析可知B项错误；C、王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；D、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。答案选A。【题5】实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是①Fe2O3和MnO2②MnO2和V2O5③Cr2O3和V2O5④Fe3O4和FeOA．①② B．②③ C．②④ D．①④【答案】D【解析】9g铝参加反应失去=1mol电子，因此有金属氧化物得到1mol电子，对应的质量为18g：①氧化铁中Fe得到1mol电子，得到铁单质的质量约为18.7g，同理Mn的质量约为13.75g，故氧化物粉末可能是Fe2O3和MnO2的混合物；②得到V的质量约为10.2g，Mn的质量约为13.75g，故不可能是MnO2和V2O5的混合物；③得到Cr的质量为17.3g，得到V的质量约为10.2g，故不可能是Cr2O3和V2O5的混合物；④Fe3O4中得到铁质量为21g，FeO中得到铁质量为28g，当Al不完全完全反应，也能得到18g固体；综上所述①④满足题意，D正确；答案选D。【题6】地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。(1)金属冶炼的实质是金属离子被______(填“氧化”或“还原”)生成金属单质。(2)铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu2SCu2(OH)2CO3请回答下列问题：①上表所列铜化合物中，推断铜的质量百分含量最高的是______。②CuFeS2其中Cu为+1价、Fe为+3价，高温焙烧时发生的反应是CuFeS2+O2SO2+FeS+Cu，焙烧过程中被还原的元素有______。③工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜，火法炼铜的反应为：Cu2S+O22Cu+SO2，该反应中氧化剂是______。④Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应的离子方程式为______。【答案】

还原

Cu2S

O、Cu、Fe

Cu2S和O2

Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O【解析】(1)金属冶炼的实质是金属阳离子转变为单质，金属元素的化合价降低，得电子，被还原，则金属离子被还原生成金属单质；(2)①铜化合物中，铜的质量百分含量=，黄铜矿中铜的含量=×100%=35%；辉铜矿中铜的含量=×100%=80%；孔雀石中铜的含量=×100%=58%，所以铜的质量百分含量最高的是Cu2S；②CuFeS2其中Cu为+1价、Fe为+3价，根据化合物化合价之和为0，可得S元素的化合价为-2价，则反应CuFeS2+O2SO2+FeS+Cu中，S元素由-2价变为+4价，被氧化；O元素的化合价由0价变为-2价，被还原；Cu元素的化合价由+1价变为0价，被还原，Fe元素的化合价由+3价变为+2价，被还原，则焙烧过程中被还原的元素有O、Cu、Fe；③反应Cu2S+O22Cu+SO2中，Cu元素化合价由+1价降低到0价，S元素化合价由-2价升高到+4价，O元素的化合价由0价降低到-2价，反应中Cu2S和O2为氧化剂，Cu2S为还原剂；④Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，离子方程式为：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O。【题7】工业上用铝土矿（主要成分为，还含有杂质和）提取氧化铝并冶炼的操作过程如下：（1）滤渣A是______，滤渣B是__________。（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是____________。（3）生成滤渣C的离子方程式为___________________________________________。（4）取100mL滤液B，加入200mL1.0的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g。则滤液B中________，_______。【答案】

（或氢氧化铁）

过滤

6.0【解析】（1）铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A是（或二氧化硅）；滤液A中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠，则滤渣B是（或氢氧化铁）。（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后分为滤渣和滤液，故名称均是过滤。（3）由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣C的离子方程式为。（4）取100mL滤液B，加入200mL的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g，即氢氧化铝是11.7g，其物质的量是，根据铝原子守恒可知，滤液B中。根据方程式可知消耗氢氧化钠0.6mol，又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应，因此最终滤液B中的浓度大于。提分作业提分作业【练1】下列说法中正确的是()A．金属的冶炼原理，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，可能被还原，也可能被氧化D．金属单质被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越大【答案】A【解析】A．金属冶炼是将金属化合物转化为金属单质，发生还原反应，故A正确；B．冶炼金属并不一定要加入还原剂，如电解法制取钠和镁，故B错误；C．金属由化合态变为游离态，都是由高价态降低到0价，故一定被还原，故C错误；D．金属被发现的早晚与其在地壳中的含量无关，与其的活泼性有关，如铝在地壳中铝的含量虽然最大，但被发现的时间却比铁、铜晚得多，故D错误；答案选A。【点睛】冶炼金属的方法一般有电解法，热还原法，热分解法，物理方法等，是根据金属的活泼性选择合适的方法，活泼的金属用电解法，例如钠，较活泼的金属用热还原法，例如铁，不太活泼的金属用热还原法，例如汞，在自然界以单质形式存在的金属用物理方法，例如金。【练2】下列说法不正确的是A．从自然界中获得金属单质均需要通过化学方法B．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同C．地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率D．废旧金属的回收再利用，有利于环境保护【答案】A【解析】A．自然界中的绝大多数金属元素以化合态形式存在，这些金属单质的获得需要通过化学方法，极少数金属元素如、等以游离态形式存在，这些金属单质的获得只需要通过物理方法(如富集法)，A项错误；B．金属活动性不同，金属阳离子被还原的难易程度不同，冶炼方法不同，B项正确；C．金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率，C项正确；D．金属矿物资源是有限的，要回收再利用废旧金属，D项正确；答案选A。【练3】下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe的说法不正确的是（

）A．该反应中Al作还原剂B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2C．该反应中冶炼1molFe转移2mol电子D．该反应可用于焊接钢轨【答案】C【解析】A．反应中Al元素化合价升高，被氧化，为还原剂，故A正确；B．反应中Fe为还原产物，Al2O3为氧化产物，由方程式可知氧化产物与还原产物的物质的量比为1：2，故B正确；C．反应中Fe元素化合价由+3价降低到0价，则冶炼1molFe转移3mol电子，故C错误；D．反应可置换出铁，且在高温下进行，可用于焊接钢轨，故D正确。故选C。【点睛】反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Al元素化合价升高，由0价升高高+3价，Fe元素化合价降低，由+3价降低到0价，以此解答该题。【练4】下列各组金属的冶炼最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是A．Ca、Mg B．Al、Fe C．Hg、Ag D．Fe、Cu【答案】D【解析】A、Ca和Mg通常用电解方法冶炼，故A错误；B、Al通常采用电解方法冶炼，Fe采用CO还原法冶炼，故B错误；C、Hg和Ag一般采用热分解法冶炼，故C错误；D、Fe和Cu一般采用热还原法冶炼，故D正确。【点睛】冶炼金属时，K～Al一般采用电解法，Zn～Cu一般采用热还原法，Hg和Ag一般采用热分解法，Au和Pt一般用物理方法冶炼。【练5】已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然的联系。据此推测，下列事件发生在铁器时代之前的是A．金属钠的使用 B．青铜器的大量使用C．海水提镁 D．铝热法制铬【答案】B【解析】根据金属活动性顺序可知，金属越活泼,其还原性越强,对应的离子氧化性越弱,越不容易得到。青铜器的使用应在铁器时代之前。故选B。【练6】下列制备金属单质的方法或原理正确的是A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质CuC．在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物制备单质AlD．工业上用Al和Fe2O3冶炼大量单质铁【答案】C【解析】A．制备单质Mg应用电解熔融MgCl2的方法，A项错误；B．制备Cu用热还原法制备，B项错误；C．制备单质Al，在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物，C项正确；D．工业炼铁常用还原的方法，而不用铝热反应，因为利用铝热反应炼铁成本较高且得到的往往是金属粉混合物，难以分离，D项错误；答案选C。【练7】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：下列叙述正确的是A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3【答案】D【解析】A．从后面通入Y生成碳酸氢钠分析，Y应为二氧化碳，则试剂X只能是NaOH溶液，不可以是盐酸，A错误；B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁不是氢氧化铁，B错误；C．氧化铝变成铝为氧化还原反应，C错误；D．反应②为偏铝酸钠和过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝，化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，D正确；故选D。【练9】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO、Fe2O3)可制备明矾。工艺流程如下：已知：SiO2是不溶于硫酸的固体回答下列问题：（1）Al2O3与稀硫酸反应(用离子方程表示)_____________________________。（2）操作Ⅰ的名称是_____________，滤渣Ⅰ的主要成分是______________。（3）检验滤液Ⅰ中是否存在Fe3+的方法是____________________________________________________。（4）在滤液Ⅰ中加入高锰酸钾目的是____________，发生反应的离子方程式为(该条件下H+参与反应、Fe2+转化为Fe3+、MnO转化为Mn2+)_________________________________________________________。（5）根据流程图推测加入沉淀剂的目的是___________，滤渣Ⅱ中主要含有_____________(填化学式，只写一种即可)。【答案】（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O（2）过滤SiO2（3）取少量滤液滴加KSCN溶液变成红色或滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀（4）氧化Fe2+MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O（5）除去Fe3+Fe(OH)3或MnO2课后检测(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确选项)1.eq\o\al(235,92)U是重要的核工业原料，在自然界的含量很低。eq\o\al(235,92)U的浓缩一直为国际社会所关注。下列有关eq\o\al(235,92)U的说法正确的是()A.eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U的性质完全相同B.eq\o\al(235,92)U位于第ⅡA族C.eq\o\al(235,92)U原子核中含有143个中子D．1moleq\o\al(235,92)U的质量是143g2．在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是()A．两种吸收过程中，Br2只作氧化剂B．两种吸收过程都发生了氧化还原反应C．用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂D．用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应3．下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是()A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C．Deq\o\al(16,2)O中，质量数之和是质子数之和的两倍D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯4．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素强的是()①HCl的溶解度比H2S大②HCl的酸性比H2S强③HCl的稳定性比H2S大④HCl的还原性比H2S强⑤HClO的酸性比H2SO4强⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS⑦Cl2能与H2S反应生成S⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧⑨还原性：Cl－＜S2－A．③④⑤⑥⑦⑧⑨ B．③⑥⑦⑧C．③⑥⑦⑧⑨ D．全部5．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．标准状况下，22.4L二氯甲烷的分子数约为NAB．1mol羟基中电子数为10NAC．常温常压下，22.4L乙烯中C—H键数为4NAD．在18g18O2中含有NA个氧原子6．下列说法正确的是()A．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”、“泪”分别是纤维素和油脂B．乙醇、金属钠和乙酸分别属于非电解质、非电解质和弱电解质C．FeO、Al2O3、C4H10分别属于碱性氧化物、两性氧化物、离子化合物D．煤的干馏、石油的分馏分别是化学变化、物理变化7．目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及()A．SO2 B．NO2C．CO2 D．可吸入颗粒物8．下面是某同学做完铜­锌­硫酸原电池的实验后得出的结论和认识，正确的是()A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种金属B．在该原电池中，铜作负极C．铜锌原电池工作时，若有13g锌溶解，则电路中就有0.4mol电子通过D．电子通过硫酸溶液由锌流向铜，在铜电极上被氢离子得到而放出氢气9．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，据此判断下列变化属于化学反应的是()A．干冰汽化B．金刚石在一定条件下转化为石墨C．单质碘受热升华D．从液态空气中分离出N210．下列说法正确的是()A．乙烯的结构简式可以表示为CH2CH2B．苯、乙醇和乙酸都能发生取代反应C．油脂都不能使溴的四氯化碳溶液褪色D．液化石油气和天然气的主要成分都是甲烷11．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如右图所示。若X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是()A．非金属性：Y<X<W<ZB．原子半径：W>Z>Y>XC．W的单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质D．Y的单质性质很活泼12．下列关于有机物的正确说法是()A．聚乙烯可发生加成反应B．石油干馏可得到汽油、煤油等C．淀粉、蛋白质完全水解的产物互为同分异构体D．从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl413．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是()A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质D．D的最高价氧化物对应的水化物是强碱14．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是()A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈B．钡可以从KCl溶液中置换出钾C．氧化性：K＋＞Ba2＋＞Na＋D．碱性：KOH＞Ba(OH)2＞NaOH15．下列说法正确的是()A．元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的根本原因是元素化合价呈周期性变化B．核外电子根据其能量的差别处于不同的电子层，电子能量越高离核越近C．所有原子的原子核都是由质子和中子构成的D．在元素周期表中，具有相同电子层数的元素原子所处的周期序数相同16．下列电子式中，书写正确的是()第Ⅱ卷二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)17．(9分)J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。(1)M的离子结构示意图为______________；元素T在周期表中位于第__________族。(2)J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为________________________________________________________________________。18．(7分)X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大，X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题：(1)L的元素符号为________；M在元素周期表中的位置为________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是________(用元素符号表示)。(2)Z、X两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为________，B的结构式为________。(3)硒(Se)是人体必需的微量元素，与L在同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为________，其最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。19．(10分)下表是A、B、C、D、E五种有机物的有关信息：A①能使溴的四氯化碳溶液褪色；②填充模型为；③能与水在一定条件下反应生成CB①由C、H两种元素组成；②球棍模型为C①由C、H、O三种元素组成；②能与Na反应，但不能与NaOH溶液反应；③能与E反应生成相对分子质量为100的酯D①相对分子质量比C少2；②能由C氧化而成E①由C、H、O三种元素组成；②球棍模型为根据表中信息回答下列问题：(1)A与溴的四氯化碳溶液反应的生成物的名称叫做______________；写出在一定条件下，A生成高分子化合物的化学反应方程式：________________________________________________________________________。(2)A与氢气发生加成反应后生成分子F，与F在分子组成和结构上相似的有机物有一大类(俗称“同系物”)，它们均符合通式CnH2n＋2。当n＝________时，这类有机物开始出现同分异构体。(3)B具有的性质是__________(填序号)。①无色无味液体②有毒③不溶于水④密度比水大⑤与酸性KMnO4溶液和溴水反应使其褪色⑥任何条件下不与氢气反应写出在浓硫酸作用下，B与浓硝酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)C与E反应能生成相对分子质量为100的酯，该反应类型为________；其化学反应方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)写出由C氧化生成D的化学反应方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。20．(10分)金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂。某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有3.5%(质量分数)的CaO。(1)Ca元素在周期表中的位置是______________，其原子结构示意图为______。(2)Ca与最活泼的非金属元素A形成化合物D，D的电子式为______________。(3)将钙线试样溶于稀盐酸以后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M(OH)n。则金属M为__________；检测Mn＋的方法是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(4)取1.6g钙线试样，与水充分反应，生成224mLH2(标准状况)，再向溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO3__________g。21．(7分)为测定一种气态烃A的化学式，取标准状况下448mLA置于密闭容器中，再通入一定体积的O2，用电火花引燃，定性实验表明产物是CO2、CO、水蒸气。相关方案及有关数据如下(图中的箭头表示气体的流向，实验前系统内的空气已排除)：eq\x(\a\al(气态,烃A))eq\o(→,\s\up7(燃烧))eq\x(\a\al(燃烧,产物))eq\o(→,\s\up7(浓硫酸))eq\x(\a\al(增重,1.80g))eq\b\lc\\rc\|(\a\vs4\al\co1(,,,,,,))碱石灰eq\x(\a\al(生成CO2,1.76g))eq\o(→,\s\up7(点燃))eq\x(\a\al(增重,1.76g))←(1)试通过计算求出A的化学式：________________________________________________________________________。(2)写出该烃可能的结构简式：________________________________________________________________________。22．(9分)下图表示800℃时，含有A、B、C3种气体的体系中各物质浓度随时间变化的情况，请回答：(1)该反应的反应物是________。(2)该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(3)若到达平衡状态的时间为2min，则A物质的平均反应速率为________。期末模块检测卷(二)1．C[eq\o\al(235,92)U含有143个中子，们于锕系不是第ⅡA族，它与eq\o\al(238,92)U互为同位素，物理性质不同，1moleq\o\al(235,92)U的质量不是143g。]2．B[选纯碱作吸收剂时，溴既作氧化剂又作还原剂；选SO2作吸收剂时，溴只作氧化剂。在两种吸收过程中均发生氧化还原反应。]3．D[光纤制品的主要原料是SiO2，A正确；水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的黏附性，且具有耐高温的特性，可以作防火剂，B正确；重水中质量数为2×2＋16＝20，质子数为1×2＋8＝10，C正确；乙烯、丙烯和丁二烯是通过石油裂解得到的，D错误。]4．C[根据判断元素原子得失电子能力强弱的规律可以做出判断：①②两项不能说明元素原子的得失电子能力强弱；③是正确的；④项的顺序反了，应该是H2S的还原性比HCl强；⑤项中HClO不是最高价含氧酸；⑥项的非金属单质在相同条件下与变价金属反应，产物中变价金属的价态越高，说明非金属元素原子得电子能力越强；⑦项是作为氧化剂的非金属单质在水溶液中置换另一种非金属单质；⑧项是利用元素在周期表中的相对位置进行判断的；⑨项是利用逆向思维来进行判断的。]5．D[本题考查微粒数与物质的量、物质的质量等的关系，二氯甲烷在标况下为液态，22.4L不一定为1mol，A项错误；B项，1mol羟基中有9NA个电子；常温常压下，气体摩尔体积Vm不为22.4L·mol－1，C项错误；18g18O2正好是0.5mol，一个氧分子正好含有两个氧原子，所以氧原子的物质的量为1mol，即为1NA个，综上分析得知，本题选D项。]6．D[A项中，“丝”为蛋白质，“泪”为固态烃——来源于石油；金属钠为单质，既不是电解质，也不是非电解质；C4H10为共价化合物。]7．C8.C9．B[干冰汽化，碘升华都是物理变化。]10．B[乙烯的结构简式应为CH2=CH2；植物油脂含碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色；液化石油气的主要成分是C4烷烃。]11．D[易判断X为O，则W为S，Y为F，Z为P，非金属性：Y>X>W>Z，原子半径：Z>W>X>Y。]12．D[A.乙烯经加聚反应生成聚乙烯后，双键变单键不能发生加成反应；B.石油分馏可得汽油和煤油等属于物理变化过程，干馏是指隔绝空气加强热，属于化学变化；C.淀粉属于糖类，完全水解生成葡萄糖，蛋白质完全水解生成氨基酸，两者的产物不可能是同分异构体；D项，乙醇、碘与水均互溶，在此不能作为萃取剂使用。]13．C[由题设信息可知A、B、C、D、E分别为H、C、Na、Al、Cl。H、C组成的烃，当碳原子数小于5时在常温下才是气态，A项错误；元素C、D的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、Al(OH)3，二者能发生反应生成NaAlO2，B错误；工业上Na、Al的单质可通过电解熔融NaCl、Al2O3制得，Cl2可通过电解饱和食盐水制得，C正确；D是Al，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，是两性氢氧化物，D错误。]14．D[由题意知：钡的金属性介于钠和钾之间，它们的强弱顺序为K＞Ba＞Na，则A项中钡与水反应比钠剧烈；C项中氧化性为Na＋＞Ba2＋＞K＋；钾、钠、钡均不能从溶液中置换出其他金属单质。]15．D[A选项不对，元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的根本原因是元素的核外电子排布呈周期性变化；B选项不对，核外电子根据其能量的差别处于不同的电子层，近核电子能量低，离核越远，电子能量越高；C选项不对，eq\o\al(1,1)H原子核内没有中子；D选项正确，在元素周期表中，元素原子电子层数＝周期序数。]16．D[阴离子用“[]”括起来，A项错误；MgCl2中的Cl－分别与Mg2＋成键，书写电子式时不能合并，B项错误；HClO中O原子与H、Cl同时成键，其电子式为，C项错误。]17．(1)ⅦA(2)CH2=CH2解析由题意及图示关系可判断J位于第二周期，又因J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，可推知J为碳元素，则由表中相对位置可推知R为硫元