发布时间 : 星期三 文章2016-2017学年高中化学必修二（人教版 练习）-第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1.1 Word版含解析更新完毕开始阅读126c4f520622192e453610661ed9ad51f01d54a1
第四章 化学与自然资源的开发利用
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
第1课时 金属矿物的开发利用
课时训练20 金属矿物的开发利用
基础夯实
1.下列金属中,通常采用热还原法冶炼的是( ) A.Na B.Al C.Fe D.Ag
解析:Na、Al很活泼,应用电解法冶炼;Ag为不活泼金属,可以用热分解法冶炼。 答案:C 2.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法,由于金属的化学活动性不同,因此选用不同的冶炼方法。你认为选择方法主要依据( ) A.金属在自然界的存在形式 B.金属元素在地壳中的含量 C.金属熔点高低
D.金属阳离子得电子能力
解析:选择冶炼金属方法的依据是金属活动性,也可认为是对应金属阳离子的得电子能力。 答案:D 3.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( ) A.加热Al2O3 B.加热HgO
C.电解熔融NaCl D.铝粉和Fe2O3共热
解析:A项中Al2O3熔点高,难以分解;汞用加热HgO制取;金属钠是活泼金属,用电解法制取;D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂,可将Fe2O3中的铁还原成单质。 答案:A 4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼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.金属的化合价高低 B.金属的活动性强弱 C.金属的导电性强弱
D.金属在地壳中的含量多少
解析:金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。 答案:B 5.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2或CO)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② C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
解析:对于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是:
(Ⅰ):Cu2(OH)2CO3(Ⅱ):Fe+CuSO4(Ⅲ):Cr2O3+2Al
2CuO+CO2↑+H2O、C+2CuOFeSO4+Cu,符合③; 2Cr+Al2O3,符合③;
Mg+Cl2↑,符合④。
2Cu+CO2↑,符合①;
(Ⅳ):先从光卤石中提取MgCl2,再电解熔融的MgCl2:MgCl2(熔融)
答案:B 6.化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是( ) A.人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界的分布无关
B.人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品 C.工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al D.工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
解析:A项,人类对金属的认识与其在自然界中的分布有着密切的关系。B项,石油是不可再生资源,总有一天,石油会消耗殆尽,它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。C项,AlCl3是共价化合物,电解熔融AlCl3得不到Al。D项,将铜粉放在稀硫酸中,不断通入空气,加热即可生成CuSO4。 答案:D
7.如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:
(1)该实验装置中还缺 。引发铝热反应的操作为 。
(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应 发生(填“能”或“不能”),理由是 。 (3)铝热反应的用途有哪些? 。
解析:(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。
(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。
答案:(1)镁条和氯酸钾 在混合物中间插一根长度约10厘米的镁条,上端弯曲,将氯酸钾放在镁条的周围,用燃着的小木条(或另一根点燃的镁条)点燃镁条
(2)不能 镁比铝活泼,铝不能置换镁
(3)用于焊接钢轨;冶炼某些熔点高的金属
8.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:
第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为 ,该反应中的还原剂是 。 第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。 (1)写出此反应的化学方程式: ;
(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤:
。
解析:①常温时钛不与非金属、强酸反应;②红热时钛可与常见非金属单质反应。可类比一般不活泼金属氧化物,选用碳作还原剂制得金属,金属再与Cl2反应生成氯化物。两反应合并的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO。
2MgCl2+Ti。(2)
(1)Mg为活泼金属,在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4:2Mg+TiCl4
还原出的Ti与Mg混合,分离时用强酸,因钛不与强酸反应,所以可将上述产物溶于过量的盐酸
中,然后过滤、洗涤,即可得到纯净的钛。 答案:TiO2+2C+2Cl2
(1)2Mg+TiCl4
TiCl4+2CO C 2MgCl2+Ti
(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤、洗涤,即可得到纯净的钛
能力提升
1.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列能冶炼出金属锂的方法是( ) A.电解法 B.热还原法 C.热分解法 D.铝热法
解析:可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断,锂的金属性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,用电解法才能得到金属锂。 答案:A 2.在冶金工业上,均不能用通常的化学还原剂制得的一组是( ) A.Na、Ca、Mg、Al、K B.Na、K、Zn、Fe、Hg C.Zn、Fe、Cu、Ag、Sn D.Mg、Al、Zn、Fe、Pb 解析:A项中的金属均为活泼金属,通常用电解法冶炼。 答案:A 3.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( ) A.MnO2 B.WO3 C.Cr2O3 D.Co3O4
解析:用铝热法还原金属氧化物时,Al作还原剂,金属氧化物作氧化剂。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就越多,消耗铝也
越多;金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(+4价)、W(+6价)、Cr(+3价)、Co(+价),Co耗铝最少。 答案:D 4.将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量的该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( ) A.3 mol·L-1 HCl溶液 B.4 mol·L-1 HNO3溶液 C.8 mol·L-1 NaOH溶液 D.18 mol·L-1 H2SO4溶液
解析:因Mg、Al与HNO3、浓硫酸作用不生成H2,故排除B、D;因NaOH溶液只能与Al反应,Mg不与碱反应,所以生成的气体较A项少。所以选A。 答案:A 5.导学号52090108铜的冶炼大致可分为以下几个步骤:(1)富集,将硫化物矿进行浮选;(2)焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O2条件下发生的主要反应为2Cu2S+3O2
Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);(3)制粗铜,在1 200 ℃的2Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑;(4)电解精炼。 下列说法不正确的是( )
A.上述焙烧过程中的尾气不可直接排放
B.由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时,在整个过程中共消耗15 mol O2 C.在反应2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑中,作氧化剂的是Cu2O
D.电解精炼属于化学变化
解析:焙烧过程中产生的尾气中含有有毒的SO2气体,对环境有污染,不能直接排放,A项正确。
2CuFeS2+4O22Cu2S+3O22Cu2O+Cu2S
Cu2S+3SO2+2FeO① 2Cu2O+2SO2② 6Cu+SO2↑③
得:Cu2S+O22Cu+SO2④
①+④得:2CuFeS2+5O22Cu+4SO2+2FeO⑤
所得⑤式表明,2 mol CuFeS2完全转化为2 mol Cu消耗5 mol O2,据此可知,由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时共消耗15 mol O2,B项正确。在反应2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑
中,作氧化剂的是Cu2O和Cu2S两种物质,C项不正确。 答案:C 6.导学号52090109将3.6 g炭粉与29.0 g所含Fe3O4的质量分数为80%的磁铁矿粉混合后,隔绝空气加强热使之反应(杂质与炭粉不反应),反应后收集到6.72 L(标准状况下)气体,则该气体( ) A.全部是CO B.全部是CO2
C.含有的CO和CO2各为3.36 L