2020版高中化学 课时作业18 金属矿物的开发利用（含解析）新人教版必修2

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.课时作业18金属矿物的开发利用[练基础]1．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。如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．金属的活动性强弱解析：由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。答案：D2．可以从自然界中直接获得的金属单质是()A．CaB．AlC．NaD．Au解析：Ca、Al、Na化学性质活泼，在自然界中以化合态存在，Au化学性质稳定，在自然界中以游离态存在。答案：D3．下列金属适合用热分解法冶炼的是()A．NaB．AlC．FeD．Ag解析：金属活动性顺序表中Al及位于Al之前的金属采用电解法冶炼，位于Al之后Hg之前的金属采用热还原法冶炼，Hg、Ag采用热分解法冶炼，Pt、Au采用富集法来获取，故D正确。答案：D4．以下方法可用于工业冶炼金属的是()A．电解熔融AlCl3获取金属铝B．电解MgCl2溶液获取金属镁C．用CO还原铁矿石来获取金属铁D．电解饱和食盐水来获取金属钠解析：A项，AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，工业上是电解熔融Al2O3获取金属铝，错误；B项，电解熔融MgCl2可以获取金属镁，电解MgCl2溶液得到的是氢氧化镁、氢气和氯-2-气，错误；C项，用CO还原铁矿石来获取金属铁是工业炼铁的原理，属于热还原法，正确；D项，电解饱和食盐水得到的是氢氧化钠、氢气和氯气，电解熔融的氯化钠可以冶炼金属钠，错误。答案：C5．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用，下列关于金属的说法不正确的是()A．越活泼的金属越难冶炼B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融的氯化物制得的答案：D6．下列说法不正确的是()A．冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)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．工业上Mg由电解熔融的MgO制取，Na由电解熔融的NaCl制取D．铝热法冶炼铁的反应中，放出的热量能使铁熔化解析：工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。答案：C7．下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A．加热Al2O3B．加热CaCO3C．电解熔融NaClD．氧化钠与铝粉高温共热解析：Al2O3受热得不到铝，A错误；加热CaCO3得到CaO和CO2，不能生成金属钙，B错误；电解熔融NaCl，得到金属钠和氯气，C正确；钠的金属性比铝强，不能利用铝热反应制取金属钠，D错误。答案：C8．高铁钢轨全部为无缝钢轨，钢轨焊接可以采用铝热法，其原理如图所示。下列关于铝热法炼铁的叙述错误的是()-3-A．铝热法炼铁的原理是Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3B．该实验需要关注的安全事项是纸漏斗与盛沙子蒸发皿的距离不要太高，否则熔融的铁水易溅出伤人C．点燃镁条，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应D．Fe2O3和Al粉的质量比要控制在2：1左右，且要混合均匀，以保证Fe2O3和Al都能完全反应解析：铝热法炼铁的原理是高温下铝把三氧化二铁中的铁置换出来，A项正确；高温熔融物遇到常温下的沙子容易溅出，B项正确；镁条燃烧是剧烈的放热反应，产生的高温可以引发铝热反应，C项正确；由化学方程式可以计算出Fe2O3和Al粉的质量比约为3：1，D项错误。答案：D9．在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属是()A．Na、Mg、AlB．Na、Zn、FeC．Zn、Fe、CuD．Mg、Al、Zn、Fe解析：Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法；Zn、Fe、Cu的冶炼方法为化学还原剂还原法。答案：C10．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①2C(焦炭)＋O2(空气)=====高温2CO②Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是()A．CO过量B．CO与铁矿石接触不充分C．炼铁高炉的高度不够D．CO与Fe2O3的反应有一定限度解析：高炉炼铁的反应Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2为可逆反应，所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需，这样可以提高CO的浓度，促进该反应正向移动。答案：D[提素养]11．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4-4-③H2TiO3=====△TiO2＋H2O④TiO2＋2C＋2Cl2=====△TiCl4＋2CO⑤TiCl4＋2Mg=====△2MgCl2＋Ti针对以上五个反应，下列叙述错误的是()A．反应①是非氧化还原反应B．反应②生成了两种酸C．反应④中的TiO2是氧化剂D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强解析：在反应①中没有化合价的变化，反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式。反应④中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂，反应⑤中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。答案：C12．诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为①2MoS2＋7O2=====高温2MoO3＋4SO2②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl④H2MoO4=====高温MoO3＋H2O⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法中正确的是()A．MoS2煅烧产生的尾气可直接排放B．MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C．H2MoO4是一种强酸D．利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3：3：2解析：A项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B项，根据②中生成物(NH4)2MoO4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错误；C项，H2MoO4可由盐酸制得，故其不可能为强酸；D项，1molH2、1molCO和1molAl作还原剂时，失去的电子数分别为2mol、2mol和3mol，还原等量的MoO3转移电子相同，此时n(H2)：n(CO)：n(A1)＝3：3：2。答案：D13．已知反应2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3，在化学上称为“铝热反应”，人们可利用该反应焊接铁轨。从化学方程式可以看出，Al比Fe活泼，镁和氧化铜也能发生类似的反应，则该反应的化学方程式为________________________________。某活动小组在实验室中进行镁和氧化铜反应的实验，充分反应后，大家对反应后的固体剩余物进行了实验探究。-5-【提出问题】反应后的固体剩余物是什么？【做出假设】甲组同学经过讨论一致认为反应后的固体剩余物中一定含有________和________；乙组同学认为反应后的固体剩余物中可能还含有________________；丙组同学认为反应后的固体剩余物中可能还含有________________。【实验探究】查阅相关资料后，大家设计如下实验对反应后的固体剩余物进行探究。实验操作实验现象实验结论①取少量反应后的固体剩余物于试管中，向其中加入足量的________固体物质部分溶解，溶液为无色甲组同学的假设正确②另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作________________________乙组同学的假设成立③另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作________________________丙组同学的假设成立【反思与拓展】对于有多种物质参与的化学反应，要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑________________________________________________________________________。解析：镁和氧化铜也能发生类似的反应，化学方程式为Mg＋CuO=====高温Cu＋MgO。由题给探究步骤，首先【提出问题】，然后【做出假设】。根据反应的化学方程式知，反应后的固体剩余物中一定含有MgO和Cu；可能还含有Mg，也可能还含有CuO。【实验探究】取少量反应后的固体剩余物于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)，若还含有Mg，实验现象为固体物质部分溶解，溶液无色，有气泡冒出；若还含有CuO，实验现象为固体物质部分溶解，溶液变为蓝色。【反思与拓展】要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑反应物是否过量。答案：Mg＋CuO=====高温Cu＋MgO【做出假设】MgOCuMgCuO【实验探究】①稀盐酸(或稀硫酸)②固体物质部分溶解，溶液为无色，有气泡冒出-6-③固体物质部分溶解，溶液变为蓝色(假设和探究对应即可)【反思与拓展】反应物是否过量(或反应物的用量)14．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是一种白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。由含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：(1)步骤①中加入Fe的目的是____________________；步骤②中冷却的目的是________________________。(2)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的步骤如下：TiO2―→TiCl4――――――――――→Mg800℃，Ar2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是________________________________________________________________________。解析：(1)分析框图知，铁最终转化成副产物FeSO4·7H2O，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe，降温可减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于FeSO4·7H2O结晶析出。(2)高温下，Ti和Mg都易与空气中的O2等反应，故反应应在Ar气氛中进行。答案：(1)将Fe3＋还原为Fe2＋析出FeSO4·7H2O(2)防止高温下镁(钛)与O2等反应