高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用同步训练题

8.1.1  金属矿物的开发利用 练习（解析版）

1．炼铁过程中的还原剂是（    ）

A．焦炭 B．空气 

C．石灰石 D．一氧化碳

【答案】D

【详解】

在炼铁高炉中，焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳在高温条件下与焦炭发生反应生成一氧化碳，在高温下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳是炼铁过程中的还原剂，故选D。

2．铁元素在地壳中含量丰富，下列有关说法不正确的是

A．不锈钢属于铁合金 B．用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3+

C．铁制品腐蚀过程中铁被还原 D．铁矿石炼铁过程中涉及化学变化

【答案】C

【详解】

A.不锈钢是铁合金，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍，故A正确；

B.为了检验某溶液中是否含有Fe3+，可加入KSCN溶液，如果溶液中含有Fe3+，溶液变为血红色，故B正确；

C.钢铁腐蚀就是铁原子失去电子被氧化的过程，故C错误；

D.铁矿石炼铁是利用还原剂一氧化碳还原金属氧化物，有生成了新物质，属于化学变化，属于化学变化，故D正确。

故选C。

3．下列关于铁矿石的说法正确的是(　　)

A．赤铁矿的主要成分是四氧化三铁 B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同

C．硫铁矿可用于生产铁和硫酸 D．铁的含量褐铁矿大于赤铁矿

【答案】C

【详解】

A项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A项错误；

B项，铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O，不同的铁矿石主要成分不同，如赤铁矿的主要成分是Fe2O3、磁铁矿的主要成分是Fe3O4、菱铁矿的主要成分是FeCO3等，B项错误；

C项，硫铁矿的主要成分是FeS2，FeS2高温煅烧生成Fe2O3和SO2，由Fe2O3生产Fe，由SO2生产H2SO4，C项正确；

D项，褐铁矿是含氢氧化铁的矿石，可表示为mFe2O3·nH2O，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，铁的含量褐铁矿小于赤铁矿，D项错误；

答案选C。

4．下列有关金属的工业制法中正确的是（    ）

A．钒、锰：用金属铁作还原剂与钒、锰的氧化物在高温下反应

B．铁：用在高温下还原铁矿石中铁的氧化物

C．钠：以海水为原料制得精盐，再电解纯净的饱和溶液

D．镁、铝：分别用电解熔融氧化镁、熔融氯化铝的方法制备

【答案】B

【详解】

A．工业上常用铝热反应(铝作还原剂)冶炼钒、锰等金属，故A错误；

B．用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物得到Fe，故B正确；

C．电解熔融的NaCl才能得到钠，故C错误；

D．AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，工业上分别用电解熔融MgCl2、熔融Al2O3的方法制镁、铝，故D错误。

综上所述，答案为B。

5．下列有关金属的工业制法正确的是（    ）

A．制钛：用金属钠置换氯化钛（）溶液中的钛

B．炼铁：用在高温下还原铁矿石中的铁

C．制钠：以海水为原料制得精盐，再电解纯净的溶液

D．炼铜：电解精炼黄铜矿得到纯度为99.9％的铜

【答案】B

【详解】

A．将金属钠投入到氯化钛溶液中，钠先与水反应，故应用金属钠与熔融的氯化钛反应来制取金属钛，故A错误；

B．工业制铁是CO还原铁矿石：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正确；

C．工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl2Na+Cl2↑，而电解纯净的NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，得不到钠，故C错误；

D．黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解经电解精炼得到99.9%的铜，故D错误；
故选：B。

6．下列关于金属冶炼的说法正确的是

A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产Al

B．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁

C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热

D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定

【答案】D

【详解】

A．由于Al的活泼性强，工业上采用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，所以不用电解AlCl3的方法生产铝，故A错误；

B．钠是很活泼金属，将Na加入氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH，NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以得不到Mg单质，可以采用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg，故B错误；

C．炼铁高炉中所发生的反应有的是放热有的是吸热，有些放热反应在加热条件下发生，故C错误；

D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，活泼金属采用电解法冶炼，不活泼的金属采用直接加热法冶炼，大部分金属的冶炼都是在高温下采用氧化还原反应法，故D正确；答案为D。

7．2015年12月12日，参加巴黎气候大会的近200个缔约方的代表们通过了一份旨在限制温室气体排放的国际会议，中国为推动达成该协议作出了建设性贡献。下列工业生产中涉及到的化学反应不直接产生温室气体的是（ ）

A．用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取硅单质

B．用煤炭作燃料发电

C．用铁矿石炼铁

D．用纯碱制玻璃

【答案】A

【详解】

A．用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取硅单质，同时产生CO，CO不会导致温室效应，正确；

B． 用煤炭作燃料发电，煤燃烧产生大量的热，同时会产生大量的CO2，会导致温室效应，错误；

C．用铁矿石炼铁，用焦炭作还原剂，会发生反应产生大量的CO2，会导致温室效应，错误；

D．用纯碱制玻璃，发生反应产生硅酸钠、二氧化碳，会导致温室效应，错误；

答案选A。

8．下列关于钢铁冶炼的说法错误的是(　　)

①焦炭在炼铁中的作用是产生还原剂和热量

②炼钢中用纯氧代替空气做氧化剂，是为了防止产生污染

③炼铁高炉有两个进口、三个出口

④用含硫较多的生铁炼钢，应加入较多的生石灰

⑤炼铁、炼钢过程中都发生CaO＋SiO2CaSiO3

⑥尽管铁的熔点是1 535 ℃，但高炉中的铁在1 200 ℃左右就呈液态

⑦生铁炼钢的主要目的调节硅锰等的含量、除去硫磷

A．①⑥    B．②⑦    C．③⑤    D．④⑥

【答案】B

【详解】

①焦炭与氧气生成一氧化碳，同时放出大量热，一氧化碳与铁矿石反应生成铁单质，故正确；②炼钢的确是用纯氧的，因为空气中的氮气会带走很多热量，并且会对钢的性能产生影响，故错误； ③炼铁高炉有两个进口：炉口和风口、三个出口：渣口、铁口和烟囱，故正确； ④生石灰在高温下与二氧化硫反应，生成亚硫酸钙，再与氧气生成硫酸钙，故正确； ⑤炼铁、炼钢含有二氧化硅，所以炼铁、炼钢过程中都发生CaO+SiO2 CaSiO3，故正确；⑥高炉中是铁的合金，熔点比纯金属低，故正确； ⑦生铁炼钢的主要目的降低碳的含量，调节硅锰等的含量、除去硫磷，故错误；所以说法错误的是：②⑦；故选B。

9．转炉炼钢过程中既被氧化又被还原的元素是

A．铁 B．氮 

C．氧 D．碳

【答案】D

【详解】

根据可知高炉炼铁基本原理：物料从炉顶进入，从炉底出去，因炉渣密度较小，所以出铁口在最下方，其次是出渣口，从炉低进热空气，上方下来的焦炭在炉底部进风口附近首先反应生成二氧化碳．然后二氧化碳随气流上升与焦炭进一步反应生成一氧化碳；最后一氧化碳与铁矿石反应还原出铁，有关反应的化学方程式是C+O2CO2、CO2+C2CO、 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，即炼铁反应中铁元素被还原剂CO还原，氮元素没有参与氧化还原反应，氧元素被碳还原，碳元素发生C→CO2→CO的一系列反应中，既被氧化又被还原，答案选D。

10．下列应用不涉及氧化还原反应的是（　　）

A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂

B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al

C．工业上利用合成氨实现人工固氮

D．实验室用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3

【答案】D

【详解】

A．发生的反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；反应中过氧化钠中氧元素（-1价）化合价有升降，所以属于氧化还原反应，故A错误；

B．2Al2O34Al+3O2↑中铝元素、氧元素化合价有变化，所以属于氧化还原反应，故B错误；

C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)中，N元素、氢元素化合价有变化，属于氧化还原反应，故C错误；

D．实验室用NH4Cl 和Ca(OH)2制备NH3，方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O；该反应中没有元素化合价升降，所以不属于氧化还原反应，故D正确。

故选D。

11．工业上用铝土矿主要成分为，还有少量的，等杂质提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

（1）和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是： __________________；

（2）沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有 ____________，固体N是 ____________；

（3）滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为 ________________，它属于 _____填“酸”、“碱”或“盐”类物质；

（4）实验室里常往溶液中加人 ________________填“氨水”或“NaOH溶液”来制取，请写出该反应的方程式 ___________________________

【答案】过滤    Fe2O3    Al2O3    NaAlO2    盐    氨水    AlCl3+3NH3⋅H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl   

【详解】

（1）分离溶液和沉淀的操作是过滤，故答案为过滤；

（2）沉淀M除含有泥沙外，主要是Fe2O3，氢氧化铝受热易分解生成氧化铝和水，所以固体N是Al2O3，故答案为Fe2O3；Al2O3；

（3）滤液X中，含铝元素的溶质是偏铝酸钠，化学式为NaAlO2，属于盐类，故答案为NaAlO2；盐；

（4）实验室里常往AlCl3溶液中加入氨水可以制取氢氧化铝，氢氧化铝不溶于弱碱，反应原理为：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，故答案为氨水；Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+。

12．铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。

（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式： ________________。

（2）写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：__________________________。

（3）实验室中可用还原，在加热前应先_________，否则可能发生________现象；未反应完的___________（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做________处理。

【答案】，        验纯    爆炸    不能    点燃   

【详解】

（1）在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应，再发生反应。

（2）赤铁矿的主要成分为三氧化二铁，故赤铁矿被还原成铁的化学方程式为：。

（3）一氧化碳属于可燃性气体，加热之前应先检验的纯度，否则可能发生爆炸；由于有毒故未反应完的应点燃，以防污染环境。