化学第一单元 金属的冶炼方法复习练习题

专题9第一单元金属的冶炼方法同步练习

2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

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．金属的活动性强弱

2．下列物质通常用电解法冶炼的是

A．Na B．Fe C．Cu D．Ag

3．下列变化过程不属于金属冶炼的是

A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧

C．铁矿石与焦炭在高温下反应 D．Al粉与MnO2在高温下反应

4．在西汉刘安编撰的《淮南万毕术》中，有“曾青得铁则化为铜”的记载。说明西汉时期，我国劳动人民就已经发现铁能从某些含铜(+2价)化合物的溶液中置换出铜，这个方法是现代湿法治金的基础，下列说法中，不正确的是

A．该反应的离子反应方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

B．该反应属于氧化还原反应，反应中铁被氧化

C．该反应说明金属单质都能与盐发生反应

D．该反应说明铁的金属性比铜的强

5．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法不正确的是

A．硬铝可用于制造飞机的外壳

B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳

C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体

D．钠钾合金可用于制造飞机的发动机叶片

6．北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之“团钢”，亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳……”，下列说法正确的是

A．生铁和钢都是关于铁的含碳合金，钢中碳的含量较高

B．通过炼制和锻打，可以调节铁中元素的组成、元素的含量等来改变铁的性能

C．高碳钢的韧性较好，低碳钢的硬度较大

D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si)

7．铝热剂为混合物，其中铝的作用是

A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂

8．下列说法不正确的是

A．早期的工业中曾经用铝冶炼钠或者钾，这也属于铝热反应的一个应用

B．镁粉与水反应放热，可以用来作为自热米饭的热源

C．月饼包装盒中有还原铁粉，它的作用是防止富脂食品的氧化

D．工业上可用碳酸钙的悬浊液消除燃煤烟气中的二氧化硫，最终能得到石膏

9．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列有关金属冶炼的说法错误的是

A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B．热分解法、热还原法、电解法治炼金属中，金属元素都由化合态转变为游离态

C．铝热反应中铝作为还原剂将铁从其氧化物中置换出来

D．用磁铁矿炼铁的反应中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移9mol电子

10．下列说法正确的是

A．铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属

B．用氧化铝制造的耐火坩埚可用来加热熔融NaOH

C．铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属的氧化物

D．因为镁和铝在空气中都能形成氧化膜，所以镁和铝都不溶于浓硝酸

11．下列叙述中，正确的是

A．带有氧化膜的铝片不能跟热水反应，也不跟酸反应

B．硬铝的强度和硬度都比纯铝大

C．合金是两种金属的熔合物，具有原成分金属的性质

D．铝粉和金属氧化物的混合物叫铝热剂

12．下列说法中正确的是

A．钠、镁、铝能失去的电子数由少增多，所以他们的还原性由弱到强

B．铝和氧气反应生成的氧化铝都是白色蓬松的

C．铝粉与某些难熔性氧化物组成的混合物叫做铝热剂

D．在铝壶中可以煮开水，说明铝与热水不反应

13．单质铝的发现比较晚的原因是

A．铝是金属 B．铝的密度比较小

C．地壳中铝的含量比较低 D．铝比较活泼，一般还原剂很难把铝从化合物中还原出来

14．下列既属于有色金属又属于轻金属的是

A．铁 B．铜 C．铝 D．锌

15．用铝热剂冶炼难熔金属，最主要是因为

A．铝具有导热性 B．铝氧化时放出大量的热

C．铝是还原剂 D．铝具有两性

二、填空题

16．冶炼金属常用以下几种方法：

a．以C、CO或H2作还原剂还原；

b．利用铝热反应原理；

c．电解法；

d．热分解法。

(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？

①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属_______；

②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_______；

③Hg、Ag等不活泼金属_______；

④V、Cr、Mn、W等高熔点金属_______。

(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险，难获得钾，且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表：

工业上生产金属钾的化学方程式是：KCl＋NaNaCl＋K。工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？_______；其选择范围是_______。

17．请判断下列离子方程式的书写是否正确。如不正确，请改正。

(1)溶液中加入盐酸：：__________；

(2)溶液中加入过量溶液：：__________；

(3)铜与溶液反应：：__________；

(4)溶液中加过量溶液：：__________；

(5)碳酸钙与过量盐酸的反应：：__________。

18．铝热反应常被用来制取某些金属。

(1)将铝粉和氧化铁的混合物点燃，反应放出大量的热，生成的液态铁可焊接钢轨。请写出反应的化学方程式_______。

(2)用铝与二氧化锰(MnO2)反应可以制取金属锰。请写出反应的化学方程式_______。

(3)铝热反应中铝的作用是       。

A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂

三、实验题

19．铝热反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等，实验室铝热反应的实验装置如图所示。

(1)该实验步骤如下：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都是四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的_______(填仪器名称)。把5 g炒干的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。

(2)图中漏斗的材质是_______(填“玻璃”或“纸”)。

(3)镁条的作用是_______。

(4)实验现象有：

①_______；

②_______；

③_______。

(5)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是_______珠。

(6)写出该反应的化学方程式：_______；在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼_______(填字母)。

A．不活泼金属      B．较活泼金属

C．稀有金属        D．高熔点金属

20．某教科书对“铝热反应”实验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、Fe的熔点、沸点数据如下：

（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？___（填“合理”或“不合理”）。

（2）根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法：___。

（3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝。请填写下列表格：___。

参考答案：

1．D

【详解】在金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现的越晚，说明金属越活泼，越难冶炼，故选D。

2．A

【分析】炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的Al2O3)制得；冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有(C、CO、H2等)；冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，据此分析解答。

【详解】A．Na的性质很活泼，用电解熔融的氯化物的方法冶炼，A项正确；

B．Fe用热还原法冶炼，B项错误；

C．Cu用热还原法冶炼，C项错误；

D．Ag用热分解法冶炼，D项错误；

答案选A。

3．B

【分析】金属冶炼就是把金属从金属化合物中提炼出来的过程，形成金属单质。

【详解】A． 电解氧化铝冶炼铝，属于金属冶炼的原理，故A不选；

B． 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，没有金属单质生成，不属于金属冶炼，故B选；

C． 铁矿石与焦炭在高温下反应生成铁单质，属于金属冶炼的原理，故C不选；

D． 铝粉与二氧化锰在高温下反应生成锰金属单质，属于金属冶炼的原理，故D不选；

故选B。

4．C

【详解】A．铁能从某些含铜离子(+2价)化合物的溶液中置换出铜，则反应的离子方程式为: ，故A选项正确；

B．该反应属于氧化还原反应，反应中铁被氧化，铜离子被还原，故B选项正确；

C．Na、K等活泼性很强的金属，能与水反应，不能与盐反应，故C选项错误；

D．铁能从某些含铜(+2价)化合物的溶液中置换出铜，活泼性强的金属能置换活泼性弱的金属，则该反应说明铁的金属活动性比铜的强，故D选项正确；

故选C选项。

5．D

【详解】A．硬铝为铝合金，密度小，硬度大，可用于制造飞机的外壳，A正确；

B．钛合金硬度大，我国“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，B正确；

C．不锈钢硬度大，耐腐蚀，可用于制造地铁列车的车体，C正确；

D．钠钾合金常温下液体，不能用于制造飞机的发动机叶片，D错误；

综上所述答案为D。

6．B

【详解】A．生铁和钢都是铁的含碳合金，钢中碳的含量在0.03%～2.0%之间，生铁中碳的含量在2.0%～4.3%之间，所以生铁的碳含量高于钢的碳含量，故A错误；

B．通过炼制和锻打，可以降低生铁中含碳量，除去生铁中有害元素P、S，调整生铁中Si、Mn的含量，这样的铁有韧性、可锻轧、可延压，故B正确；

C．根据含碳量的不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢、低碳钢，其中高碳钢硬度较大，韧性较差，低碳钢，硬度较小，韧性较强，故C错误；

D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是铬(Cr)、镍(Ni)，常用来制造医疗器械、餐具等，故D错误；

答案为B。

7．C

【详解】铝和某些金属氧化物（如Fe2O3）组成的混合物称为铝热剂，铝热剂在高温下发生铝热反应时，铝元素的化合价从0价升到+3价，Al被氧化，是还原剂；

答案选C。

8．A

【详解】A．铝热反应可以冶炼比铝不活泼的高熔点金属，钠或钾不能用铝冶炼，A项错误；

B．镁粉与水反应放出热量，可以用作自热米饭的热源，B项正确；

C．还原铁粉可以吸收空气中的水和氧气，防止富脂食品的氧化，C项正确；

D．碳酸钙的悬浊液和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧化生成硫酸钙，D项正确；

答案选A。

9．D

【详解】A．电解熔融氯化钠生成钠和氯气，故A正确；

B．冶炼金属是金属元素都由化合态转变为游离态，故B正确；

C．铝还原金属氧化物生成金属单质和氧化铝为铝热反应，故C正确；

D．用磁铁矿炼铁的反应为，当有1被还原成时，转移8电子，D项错误。

故选D。

10．C

【详解】A．铝是活泼金属，主要在空气中形成致密氧化膜而不易被附属，故A错误；

B．氧化铝与氢氧化钠反应，因此不能加热熔融NaOH，不能用氧化铝制造的耐火坩埚，故B错误；

C．锰、铁、铬还原性比铝弱，因此铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属的氧化物，故C正确；

D．铝不溶于浓硝酸，而镁要溶于浓硝酸，故D错误。

综上所述，答案为C。

11．B

【详解】A．氧化铝、铝都要和酸反应，故A错误；

B．硬铝的合金，一般合金的硬度和强度比成份金属要打，因此硬铝的强度和硬度都比纯铝大，故B正确；

C．合金是两种金属的熔合物，熔点比成份金属的熔点低，故C错误；

D．铝粉和还原性比铝弱的金属氧化物的混合物叫铝热剂，故D错误。

综上所述，答案为B。

12．C

【详解】A．还原性与失电子能力有关，失电子能力越强，还原性越强，与失电子数目无关，A错误；

B．Al在空气中会形成一层致密的氧化膜，不是蓬松的，B错误；

C．铝热剂是铝粉和难熔金属氧化物的混合物，常见铝热剂是铝粉和三氧化二铁粉末按比例配成呈粉红色的混合物，C正确；

D．铝与沸水可以反应，生成氢氧化铝和氢气，但铝壶内部的表面有一层致密的氧化膜，阻止了铝与沸水的反应，D错误；

故选C。

13．D

【详解】单质铝的发现比较晚是由于铝比较活泼，Al3+氧化性比较小，Al3+结合电子的能力比较弱，用一般还原剂很难把铝从化合物中还原出来，故合理选项是D。

14．C

【分析】有色金属是铁、锰、铬以外的所有金属的统称；轻金属是指密度小于4.5g/cm3的金属，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡等；

【详解】A．铁属于黑色金属、重金属，A不符题意；

B．Cu是有色金属、重金属，B不符题意；

C．铝是有色金属、轻金属，C符合题意；

D．锌是有色金属、重金属，D不符题意；

答案选C。

15．B

【详解】用铝热剂冶炼难熔金属，是由于在高温下Al能够与活动性比铝弱的、高熔点的金属氧化物发生置换反应，放出大量的热，铝被氧化为氧化铝，故合理选项是B。

16．(1)     a     c     d     b

(2)     熔点和沸点     801 ℃<T<883 ℃

【详解】（1）①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属以C、CO或H2作还原剂还原冶炼，故选a；

②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属电解法电解NaCl、MgCl2等，故选c；

③Hg、Ag等不活泼金属热分解法，例如热分解HgO，故选d；

④V、Cr、Mn、W等高熔点金属利用铝热反应原理，故选b；

（2）要进行反应Na＋KCl=NaCl＋K，最佳选择是使K作为气体逸出，而其他物质仍然保留在体系中，这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知，在801 ℃<T<883 ℃时，Na、KCl、NaCl均为液态，而钾为气态，根据熔点和沸点进行分离。

17．(1)正确

(2)错误；

(3)错误；

(4)错误；

(5)错误；

【详解】（1）HCl属于强酸，氢氧化钠属于强碱，完全电离，则二者反应的离子方程式为，故正确。

（2）氢氧化铜和硫酸钡都属于难溶物，离子方程式中应写成化学式，故该离子方程式错误，正确的应该是。

（3）该离子方程式电荷不守恒，故错误，正确的离子方程式为。

（4）氢氧化铝沉淀会溶解于过量的氢氧化钠溶液中，生成偏铝酸钠和水，故错误；正确的离子方程式为。

（5）碳酸钙难溶于水，离子方程式中应该写成化学式，故错误；正确的离子方程式为。

18．(1)

(2)

(3)C

【分析】铝热反应以铝粉和某些金属氧化物反应获得金属单质的反应，反应剧烈放热；

【详解】（1）铝和氧化铁反应生成铁和氧化铝的方程式为：；

（2）铝热反应常被用来制取某些难熔金属，用铝与反应制取金属锰同时生成三氧化二铝：；

（3）根据铝热反应特点，反应中铝会将金属从其氧化物中还原出来，铝的作用是还原剂，答案选C。

19．     蒸发皿     纸     利用镁条燃烧放出的热量促使氧化铁和铝发生剧烈反应     镁条剧烈燃烧     反应剧烈，放出大量的热，发出耀眼的光芒     纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落下     铁     2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe     D

【详解】(1)根据装置图可知盛有细沙的仪器名称为蒸发皿；

(2)在进行铝热实验时，为实验安全，便于反应产生的熔融铁及氧化铝掉落至盛有细沙的蒸发皿中，图中漏斗的材质是纸质的；

(3)在点燃时Mg与空气中的氧气反应产生MgO，同时放出大量的热，为铝粉与氧化铁的混合物发生反应提供足够热量，促进铝热反应的发生；

(4)进行铝热反应时，反应现象为：①镁条剧烈燃烧；②反应剧烈，放出大量的热，发出耀眼的光芒；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落下；

(5)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠；

(6)Al与Fe2O3在高温下反应产生Al2O3、Fe，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；

在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼高熔点的金属，故合理选项是D。

20．     合理     用磁铁，若能吸引则可验证产物中有Fe    

【分析】（1）铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金；

（2）可以用磁铁检验产物中是否含有铁；

（3）金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气，而金属铁和氢氧化钠不反应，据此设计实验方案检验合金中的铝。

【详解】（1）铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金，故答案为：合理；

（2）验证产物中有Fe，最简单的方法为：用磁铁，若能吸引则可验证产物中有Fe，

故答案为：用磁铁，若能吸引则可验证产物中有Fe；

（3）金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，而金属铁和氢氧化钠不反应，可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，所以选用的试剂为氢氧化钠溶液，操作方法及现象为：取少许熔融物，滴加氢氧化钠溶液，振荡，有气泡产生，证明熔融物中有金属铝，

故答案为：