高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法随堂练习题

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法随堂练习题，共11页。试卷主要包含了下列有关说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 金属的存在形式及其冶炼方法
1.(经典题)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。我国古代用孔雀石和焦炭混合共热的方法炼铜,其冶炼方法属于( )
A.高温还原法 B.湿法炼铜 C.铝热法 D.电解冶炼法
2.下列有关说法不正确的是( )
A.大多数金属在自然界以化合态形式存在
B.工业上,一般用热分解法获得Hg和Ag
C.铜的金属活动性比铝弱,可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
D.用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁
3.(经典题)(2023浙江余姚中学期中)下列常见金属的冶炼原理不合理的是( )
A.还原法炼铝:3H2+Al2O32Al+3H2O
B.加热法炼汞:2HgO2Hg+O2↑
C.铝热法炼铁:Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
D.火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2
4.除金、铂等极少数金属外,大多数金属元素以化合态形式存在于自然界中,利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程称为金属的冶炼。下列材料描述了部分常见金属的冶炼方法。
①工业上冶炼镁的方法有两种:电解法和皮江法。电解法是电解熔融的氯化镁;皮江法是硅在高温下还原氧化镁。
②霍尔—埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂组成的电解质,在950~970 ℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧气。
③冶炼锰一般用铝热法,即在高温下用铝还原二氧化锰。
④一些物质的熔点见下表:
Ⅰ.根据上述信息回答下列问题:
(1)冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO的原因是 。
(2)将铝和镁作电极插入稀硫酸中,镁、铝分别作 极、 极;写出正极的电极反应式: 。
Ⅱ.下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图:
(3)气体a是 。
(4)已知:Mg的沸点为1 090 ℃,Si的沸点为2 355 ℃,SiO2的沸点为2 230 ℃。还原炉需控制温度为1 200 ℃左右,并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有 、 。
(5)还原炉中抽空气到近似真空的原因是 。
题组二 工业炼铁
5.(经典题)下列关于高炉炼铁的说法中,正确的是( )
A.焦炭是还原铁矿石反应中的还原剂
B.石灰石在高炉中只发生非氧化还原反应
C.高炉炼铁产生的废气可以直接排放到大气中
D.高炉炼铁炼出的产品为纯净物
6.某地区已探明蕴藏着丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3,还含有SiO2等杂质)、煤、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂,随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成一定规模的工业体系。下列说法错误的是( )
A.甲、乙、丙、丁相应工厂的名称依次为焦化厂、发电厂、炼铁厂、水泥厂
B.以赤铁矿为原料,高炉炼铁过程中得到铁单质的化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
C.利用生石灰吸收燃煤产生的酸性气体SO2,可以减少酸雨的形成
D.炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料
题组三 铝热反应及铝的冶炼
7.铝热反应有广泛的用途,实验装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.铝热反应的能量变化可用下图表示
B.工业上可以利用铝热反应冶炼金属镁
C.该实验的现象为火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出
D.铝热反应可用于焊接铁轨,反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
8.(2023安徽名校开学考试)将铝粉与Fe2O3粉末充分混合,分成三等份。分别进行如下实验:
①一份放入足量盐酸中,充分反应后放出的气体的体积为V1(标准状况,下同);
②一份放入足量烧碱溶液中,充分反应后放出的气体的体积为V2;
③一份在高温下恰好发生反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,反应后所得混合物与足量盐酸反应,放出的气体的体积为V3。
下列说法正确的是( )
A.V1=V2=V3 B.V1=V2>V3
C.V2>V1=V3 D.V1=V3>V2
9.(2022山东青岛期中)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,杂质为Fe2O3、SiO2等)提取Al2O3,并用其冶炼铝,操作过程如图:
下列说法错误的是( )
A.操作1、2、3均为过滤,固体1的主要成分为SiO2
B.固体2为红褐色固体
C.步骤③反应的离子方程式为2AlO2−+CO2+3H2O 2Al(OH)3↓+ CO32−
D.用Al2O3冶炼Al的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
答案与分层梯度式解析
专题9 金属与人类文明
第一单元 金属的冶炼方法
基础过关练
1.A 孔雀石受热发生分解:Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O,CuO与焦炭反应:2CuO+C 2Cu+CO2↑,属于高温还原法,A项正确。
2.C 大多数金属比较活泼,容易失电子,所以在自然界以化合态形式存在,A正确;工业上,一般用热分解法获得Hg和Ag,B正确;不能用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸,因为常温下铜与浓硝酸发生氧化还原反应,C错误;用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁,D正确。
3.A Al的还原性大于H2,氢气不能与Al2O3反应制Al,A错误;Hg为不活泼金属,通常直接加热其化合物冶炼Hg,B正确;Al的还原性大于Fe,可利用铝热反应将Fe从其氧化物中还原出来,C正确;Cu为不活泼金属,Cu2S与氧气高温条件下反应可制得Cu,D正确。
4.答案 (1)MgO的熔点比MgCl2高,电解时需要消耗更多的能量
(2)负 正 2H++2e-H2↑
(3)CO2
(4)2MgO+Si2Mg↑+SiO2 SiO2+CaO CaSiO3
(5)防止Mg在高温条件下被氧化
解析 (1)冶炼镁时通常电解熔融MgCl2而不是电解熔融MgO,是由于MgO的熔点比MgCl2高,电解时消耗的能量更多。
(2)Mg、Al都是比较活泼的金属,Mg比Al活泼,所以若将铝和镁作电极插入稀硫酸中,镁为负极,铝为正极,在正极上,溶液中的H+得到电子生成H2,故正极的电极反应式为2H++2e-H2↑。
(3)白云石在高温下煅烧,反应产生CaO、MgO和CO2,所以气体a是CO2。
5.B 还原铁矿石反应中的还原剂是一氧化碳,A错误;高炉炼铁产生的废气中含CO、SO2等污染物,不能直接排放到大气中,C错误;高炉炼铁炼出的产品为混合物,D错误。
6.A 煤炭可用于发电、制取焦炭,甲是发电厂、乙是焦化厂;焦化厂的焦炭可用于炼铁,丙是炼铁厂,炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料,丁是水泥厂,A项错误,D项正确;以赤铁矿为原料,高炉炼铁过程中是CO还原氧化铁得到铁单质,化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,B项正确;生石灰、SO2和O2反应生成硫酸钙,生石灰吸收燃煤产生的酸性气体SO2,可以减少酸雨的形成,C项正确。
7.B 铝热反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,则铝热反应的能量变化可用选项中的图表示,A项正确;镁的金属活动性强于铝,则工业上不能利用铝热反应冶炼金属镁,B项错误;铝热反应是放热反应,放出的热量能使反应生成的铁熔化,实验时可观察到火星四溅,漏斗下方有红热熔融物流出,C项正确;氧化铁与铝在高温条件下能发生反应生成铁和氧化铝,常用于焊接铁轨,反应的化学方程式为 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe,D项正确。
8.C 假设每份含2 ml铝,①氧化铁和盐酸反应生成三价铁离子,铝一部分将三价铁还原成二价铁,另一部分生成氢气,生成的氢气小于 3 ml;②能和烧碱反应生成氢气的物质只有铝,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑,2 ml铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气3 ml; ③铝先和Fe2O3反应生成Al2O3、Fe,然后Al2O3、Fe与盐酸反应,最终得到Fe2+、Al3+、H2O和H2,产生氢气的量与①相同,所以V2>V1=V3;选C。
9.C 根据题图可知,操作1、2、3之后均得到溶液和固体,而分离不溶性固体和溶液的方法为过滤;由于Al2O3和Fe2O3能够与盐酸反应而SiO2不与盐酸反应,故固体1的主要成分为SiO2,A项正确。加入过量的NaOH溶液,Al3+转化为AlO2−,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,通过过滤得到的固体2为红褐色的Fe(OH)3,B项正确。步骤③中通入过量的CO2,反应的离子方程式为AlO2−+CO2+2H2O Al(OH)3↓+HCO3−,C项错误。电解熔融Al2O3可冶炼Al,D项正确。物质
Al2O3
AlCl3
MgO
MgCl2
熔点/℃
2 054
190
2 800
712
物质
Al
Mn
Mg
—
熔点/℃
660
1 244
649
—
1.A
2.C
3.A
5.B
6.A
7.B
8.C
9.C