20192020学年新素养培优同步人教版化学必修二课后达标检测41第1课时金属矿物的开发利用解析

课后达标检测[基础巩固]1．下列说法中，正确的是()A．简单地说，金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，又可被还原解析：选C。金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原。2．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3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后，主要取决于()A．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少C．金属的化合价高低D．金属的活动性大小解析：选D。金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现的年代越晚，说明金属越活泼，越难冶炼。3．(2019·龙岩高一测试)下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是()A．2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3C=====2125℃2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2D．2Ag2O=====△4Ag＋O2↑解析：选B。目前金属铝的制备方法是电解熔融的氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。4．热还原法冶炼金属的反应一定是()A．氧化还原反应B．置换反应C．复分解反应D．分解反应解析：选A。热还原法是用还原剂将金属氧化物还原为金属单质，一定涉及化合价的变化，所以一定是氧化还原反应。肯定不是复分解反应和分解反应，也不一定是置换反应。5.如图是铝与氧化铁发生的铝热反应的实验装置，有关该反应的下列说法中一定正确的是()A．a为镁条B．b为氧化剂与铝粉的混合物C．2mol氧化剂参与反应时，转移电子数为6NA(设NA为阿伏加德罗常数)D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2解析：选A。b为KClO3粉末，B不正确；2molFe2O3参加反应转移12NA个电子，C不正确；D项物质的量之比应为2∶1。6．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬；⑥汞。可用铝热法制备的是()A．①②④⑥B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥解析：选C。在金属活动性顺序中，锰到铜之间的金属一般用热还原法冶炼，也可用铝热法冶炼。7．下列说法错误的是()A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂B．加强热，使CuO在高温条件下分解可制备单质CuC．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物解析：选B。A项，铝可以做还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3，正确。B项，制备单质Cu用热还原法，错误。C项，金属冶炼的实质是把金属阳离子还原为金属单质，正确。D项，将旧金属回收，重新利用，变废为宝，正确。8．(2019·三明高一检测)下列关于自然界存在的矿物及对应的冶炼方法错误的是()A．磁铁矿(Fe3O4)精选后可以用铝进行冶炼B．辉铜矿(Cu2S)精选后在高温下通入空气进行冶炼C．铝土矿(Al2O3)在熔融条件下加入冰晶石进行冶炼D．黄铁矿(FeS2)燃烧后的固体可用焦炭进行冶炼解析：选C。电解氧化铝制备金属铝时，要先加入冰晶石，使氧化铝在较低温度下熔化，故C错误。9．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂的热还原法；②利用铝热反应原理还原的铝热法；③电解法；④热分解法。下列金属各采用哪种方法冶炼最佳(用序号填写下列空白)：(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。(3)Hg、Ag等不活泼金属________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。解析：非常活泼的金属，如Na、Mg、Al用电解法冶炼，不活泼的金属，如Hg、Ag用热分解法冶炼，较活泼的金属，如Fe、Zn、Cu用热还原法冶炼，难熔金属，如V、Cr、Mn、W等用铝热反应冶炼。答案：(1)①(2)③(3)④(4)②10．下图是一氧化碳还原铁的氧化物的实验装置，请回答下列问题：(1)判断硬质玻璃管中已开始发生反应的现象是____________________________；反应过程中产生的现象是______________________________________________。(2)在A处点燃可见淡蓝色火焰的原因是__________________________________。(3)实验结束时正确的操作是________。A．先停止通入COB．先熄灭酒精灯，并继续通入COC．熄灭酒精灯，同时停止通入COD．先熄灭酒精灯，继续通入CO，并点燃排出的CO气体解析：(1)硬质玻璃管中发生反应3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2，故硬质玻璃管中红棕色固体变黑。(2)从A导管逸出的尾气中有未反应的CO，CO燃烧时，火焰呈淡蓝色。(3)实验过程中若先停止通CO，则生成的铁可能被氧化，而且可能发生倒吸现象，故应先熄灭酒精灯，继续通CO至玻璃管冷却，并点燃排出的CO气体，以防污染环境。答案：(1)B中澄清石灰水变浑浊玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，B中澄清石灰水变浑浊(2)从A导管逸出的尾气中有未反应的CO，CO燃烧时，火焰呈淡蓝色(3)D[能力提升]11．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe的说法不正确的是()A．该反应中Al做还原剂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解析：选C。由题中化学方程式可知，反应中Fe元素的化合价由＋3价降为0价，则冶炼1molFe应转移3mol电子。12．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应中，铜元素都发生还原反应C．用磁铁矿炼铁的反应中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移9mole－D．铝热法炼铁的反应中，放出的热量能使铁熔化解析：选C。Fe3O4中3个Fe共显＋8价，故1molFe3O4被CO还原成Fe，转移8mole－，C项错误。13．(2019·成都高一期末)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℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“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．用灼烧法不能区别黄金和“药金”解析：选A。冶炼“药金”相关反应的化学方程式为ZnCO3=====高温ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C=====高温2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C=====高温4Cu＋CO2↑，故A项正确，B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；用灼烧法可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。14．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下表：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351565沸点/℃246729802750…(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物可能是铁铝合金。理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验用的试剂是____________，反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验室欲溶解该熔融物，下列试剂中最好选用________(填字母)。A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．浓硝酸E．氢氧化钠溶液解析：(1)根据表中所列熔点数据可知，铝的熔点低于铁的熔点，故当铁熔化时，适当的铝与铁熔合在一起形成铁铝合金。(2)要证明铁铝合金中有铝，选择NaOH溶液。(3)要溶解铁铝合金，选择稀H2SO4为宜，因为浓H2SO4、浓HNO3使Fe、Al钝化，与稀HNO3的反应产生氮氧化物污染环境，NaOH溶液不溶解铁。答案：(1)铝热反应放出大量的热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，故熔融物可能是液态的铁铝熔合形成的合金(2)NaOH溶液2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO－2＋3H2↑(3)B15．金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点，已广泛应用于航空航天工业，并逐步进入了化工、船舶、汽车、体育器材、医疗等民用领域，并显示出了巨大的发展潜力。还原法是工业上冶炼钛的常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如下：试回答下列问题：(1)已知反应①通常在800～900℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，当有1molCl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为________mol。(2)反应②通常在800℃的条件下进行，通入氩气的目的是________________________________________________________________________；分离反应②的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(简述操作过程)。(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是。解析：(1)反应①的反应物为TiO2、C、Cl2，结合流程图知有TiCl4生成，利用原子守恒及题给信息可知另一气体产物是CO，所以反应的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2=====800～900℃TiCl4＋2CO，在反应中C被Cl2氧化，当有1molCl2完全反应时，参加反应的还原剂(C)的物质的量为1mol。(2)反应②中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气氧化，所以加入氩气的目的是防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化；此法制得的金属钛中含有少量金属镁，结合镁和钛(题中信息：钛耐腐蚀)的性质可知，可采用盐酸或硫酸酸洗镁和钛的混合物除去Mg。(3)由流程图知可循环使用的物质为Cl2、Mg。答案：(1)1(2)氩气做保护气，防止镁、钛被氧气氧化将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得纯净的钛(3)Cl2、Mg