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课后练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用课后练习题，共5页。试卷主要包含了冶炼金属一般有以下几种方法等内容，欢迎下载使用。
1.下列金属中,通常用电解法冶炼的是( )
A.ZnB.Mg
C.HgD.Au
2.明代宋应星的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅也。”下列说法不正确的是(注:“炉甘石”的主要成分为碳酸锌)( )
A.该冶炼锌的反应属于置换反应
B.“煤炭”中起作用的主要成分是C
C.冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
D.“倭铅”是指金属锌和铅的混合物
3.(2023·江苏盐城高一期中)从新石器时代到青铜器时代再到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是( )
A.制铝:将Al(OH)3溶于盐酸中,电解AlCl3溶液可得铝
B.制铜:“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生复分解反应
C.炼铁:用焦炭与空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D.制钠:高温分解NaCl制备Na
4.冶炼金属一般有以下几种方法:①热分解法;②焦炭法;③水煤气法(CO或H2);④活泼金属置换法;⑤电解法。这几种方法各有优缺点,它们在工业上均有应用。古代有a.火烧孔雀石炼铜、b.湿法炼铜;现代有c.铝热法炼铁、d.光卤石(主要成分含MgCl2)法炼镁。对它们的冶炼方法分析不正确的是( )
A.a—②
B.b—③
C.c—④
D.d—⑤
5.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、电解法冶炼金属的过程中,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,1 ml Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 ml电子
6.金属的冶炼与生产、生活等密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是( )
A.用电解法制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
B.用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti:2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2
C.用Al作还原剂(铝热剂)冶炼金属V:3V2O5+10Al6V+5Al2O3
D.用H2作还原剂冶炼金属Ag:Ag2O+H22Ag+H2O
7.下列反应原理中,不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A.2Ag2O4Ag+O2↑
B.2MgO(熔融)2Mg+O2↑
C.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2
8.铝热反应可用于冶炼某些金属,其氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下发生反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中,与铝热反应最接近的是( )
9.(2023·江苏盐城高一期中)我国夏代已经有青铜器,传说夏禹铸九鼎,史料中更有夏禹之子夏启炼铜的记载,冶炼出生铁使我国成为世界上最早使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法中,不正确的是( )
A.金属被人类开发利用的时间先后顺序,主要取决于金属的活动性强弱
B.炼铁时,加入石灰石的作用是除去铁矿石中的二氧化硅
C.金属冶炼的过程就是金属离子得电子被还原的过程
D.工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁
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10.(2023·江苏泰州高一期中)铝元素是地壳中含量最多的金属元素,主要以铝土矿形式存在(主要成分是Al2O3)。要从铝土矿中提取铝,首先要获得纯度较高的氧化铝。主要的工艺流程如图所示:
下列说法正确的是( )
A.碱溶①后,溶液中主要含有的阳离子为Na+和Al3+
B.步骤②通入足量的CO2,反应的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O
C.Al(OH)3受热分解,生成高熔点物质和水,常用作塑料的阻燃剂
D.灼烧③一般在坩埚中进行,电解④添加冰晶石,目的是增强导电性
11.合理、高效地开发利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来,用于生产各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属的冶炼的说法不正确的是( )
A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠元素被氧化,氯元素被还原
B.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中,利用的是置换反应的原理
C.用热还原法炼铁的反应中,1 ml Fe3O4被CO还原成Fe,转移8 ml e-
D.高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁
12.铝热反应常用于焊接钢轨,其焊接速度快,设备简易,适用于野外作业。实验室采用如图装置进行铝热反应,下列说法错误的是( )
A.该反应的实质是金属的置换反应
B.该反应是放热反应,Fe2O3和铝粉的混合物被称为铝热剂
C.铝单质很活泼,通常表面附着一层致密的氧化铝薄膜
D.铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬等熔点较高的金属
13.(2023·江苏苏州阶段练习)以下是工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)的主要反应:①4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2 +8CO2;②2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O。下列说法正确的是( )
A.反应①和②均为氧化还原反应
B.反应①的氧化剂是O2,还原剂是FeO·Cr2O3
C. 内物质是Fe3O4
D.生成1 ml的Na2Cr2O7时共转移6 ml电子
14.我国“奋斗者”号钛合金载人舱完美扛住万米压力。钛(Ti)常温下与酸、碱均不反应,但高温下能被空气氧化,由钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁),还有Fe2O3、MgO、SiO2等杂质]为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下:
试回答问题:
(1)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,副产品甲为 。
(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是 ,检验副产品是否变质的实验方法是
。
(3)上述生产流程中得到的金属钛中混有少量杂质,可加入 溶解后除去。
(4)TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应生成TiCl4和一种可燃性气体的化学方程式为
。
(5)Mg还原TiCl4的过程必须在稀有气体(如氩气)氛围中进行的原因是
。
分层作业20 金属矿物的开发利用
1.B 解析 锌是较活泼金属,通常用热还原法冶炼,A错误;镁是活泼金属,通常用电解法冶炼,B正确;汞是不活泼金属,通常用热分解法冶炼,C错误;金是不活泼金属,通常用水洗法直接分离,D错误。
2.D 解析 “炉甘石”的主要成分为ZnCO3,“煤炭”中含有C,该工艺中描述的反应为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该反应为置换反应,A、B、C正确;根据题意和反应的化学方程式推知,“倭铅”指金属锌,D错误。
3.C 解析 工业上一般采用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属铝,A错误;“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”发生的反应为Fe+CuSO4FeSO4+Cu,属于置换反应,B错误;高炉炼铁的原理即为用焦炭与空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物,C正确;常采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属Na,D错误。
4.B 解析 火烧孔雀石炼铜涉及的反应为Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,2CuO+C2Cu+CO2↑;湿法炼铜涉及的反应为Fe+CuSO4FeSO4+Cu;铝热法炼铁涉及的反应为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3;用从光卤石中提取的氯化镁炼镁涉及的反应为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。据上述原理可知,湿法炼铜采用的是活泼金属置换法,b对应④,B错误。
5.D 解析 用磁铁矿炼铁,当有1mlFe3O4被CO还原成Fe时,转移8ml电子,D错误。
6.D 解析 银是不活泼金属,一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag,D错误。
7.B 解析 MgO的熔点很高,电解熔融MgO耗能大,工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属Mg。
8.B 解析 铝热反应为放热反应,且引发后剧烈反应,热量变化很明显,因此选B。
9.D 解析 金属活动性越强越难冶炼,金属活动性越弱,越容易冶炼,故A正确;炼铁时,石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙能与二氧化硅反应生成硅酸钙,从而除去铁矿石中的二氧化硅,故B正确;金属冶炼就是将金属从其化合物中还原出来,故C正确;工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁,不能在水溶液中进行,故D错误。
10.C 解析 氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和水,碱溶①后,溶液中主要含有的阳离子为Na+,A错误;步骤②通入足量的CO2,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC,B错误;Al(OH)3受热分解,生成高熔点的Al2O3和水,Al2O3常用作塑料的阻燃剂,C正确;灼烧③一般在坩埚中进行,电解④添加冰晶石,目的是降低Al2O3的熔点,D错误。
11.A 解析 电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,Na+得电子生成Na,Cl-失电子生成Cl2,钠元素被还原,氯元素被氧化,A错误。
12.D 解析 该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,属于置换反应,A正确;该反应是放热反应,Fe2O3和铝粉的混合物被称为铝热剂,B正确;铝单质很活泼,铝的表面与氧气反应生成致密氧化膜,C正确;铝是活泼金属,利用铝热反应可以冶炼活动性比铝弱的金属,D错误。
13.B 解析 反应②不是氧化还原反应,故A错误;根据质量守恒定律可知反应①中 内物质应为Fe2O3,故C错误;生成1mlNa2Cr2O7(反应①生成2mlNa2CrO4)时共转移7ml电子,故D错误。
14.答案 (1)FeSO4·7H2O
(2)防止Fe2+被氧化 取少量副产品甲溶于水,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变成红色
(3)稀盐酸
(4)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
(5)高温下Mg及产生的Ti容易被氧化变质
解析 (1)钛铁矿与浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,Ti元素未发生价态变化,推测该反应为非氧化还原反应,反应中还产生FeSO4,经冷却、结晶得到的副产品甲为FeSO4·7H2O。
(2)FeSO4极易被空气中的O2氧化,加入铁屑的目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+;若副产品变质,则含有Fe3+,可加入KSCN溶液进行检验。
(3)TiCl4在高温时与足量Mg反应得到的Ti中含有Mg,可加入适量稀盐酸溶解后除去。
(5)Mg是活泼金属,能与空气中的氧气、氮气、二氧化碳气体发生反应,影响镁置换钛,同时高温下产生的钛单质也容易被氧气氧化变质,故Mg还原TiCl4的过程必须在稀有气体(如氩气)氛围中进行。