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課時作業(yè)24金屬礦物的開發(fā)利用時間:45分鐘滿分:100分一、選擇題(每小題4分,共48分,每題有1~2個選項符合題意)1.下列說法錯誤的是()A.對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再用B.提煉金屬要經過礦石的富集、冶煉、精煉三步C.活潑金屬的冶煉都是通過電解其鹽溶液D.熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣或活潑金屬等答案:C解析:活潑金屬的冶煉是電解其熔融鹽如MgCl2、NaCl等,或熔融氧化物如Al2O3等制得的,電解其鹽溶液得不到金屬單質,C錯誤。2.不同金屬的冶煉,其冶煉方法也可能不同,主要原因是()A.金屬在自然界中的分布不同B.金屬在自然界中的含量不同C.金屬在自然界中的存在形式不同D.金屬的活動性不同答案:D解析:金屬冶煉的實質是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得電子變成金屬單質,金屬的活動性不同,其對應金屬離子得電子的能力不同,冶煉方法就有可能不同。3.化學學科的發(fā)展對人類文明進步起到了極為重要的作用。下列認識正確的是()A.人類對金、銀、銅、鐵、鋁的認識與其在自然界分布無關B.人類解決吃、穿、住、行最有效的方法就是大力開發(fā)石油及其產品C.工業(yè)上可用電解熔融態(tài)的MgCl2、AlCl3來制備Mg、AlD.工業(yè)上可用空氣、Cu、稀硫酸來制備CuSO4答案:D解析:選項A,金是極不活潑金屬,在自然界中有單質存在,古人不需冶煉即可獲得,隨著化學科學的進步,人類逐漸冶煉出Cu、Fe、Al等金屬,可見人類認識和獲取金屬與金屬活動性順序密切相關。選項B,石油是不可再生資源,總有一天,石油會消耗殆盡,它不是解決人類吃、穿、住、行最有效的方法。選項C,AlCl3是共價化合物,電解熔融AlCl3得不到Al。選項D,將銅粉放在稀硫酸中,不斷通入空氣,加熱即可生成CuSO4。4.實驗室欲使gFe2O3完全被還原,事先應準備的H2氣體在標準狀況下的體積為()A.672mL B.336mLC.大于672mL D.小于336mL答案:C5.用鋁熱法還原下列氧化物,制得金屬各1mol,消耗鋁最少的是()A.MnO2 B.WO3C.Cr2O3 D.Co3O4答案:D6.從石器、青銅器到鐵器時代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平,下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要取決于()A.金屬的導電性強弱B.金屬在地殼中的含量多少C.金屬的化合價高低D.金屬的活動性大小答案:D7.分別用氫氣和金屬做還原劑冶煉金屬,下列有關所得金屬純度的說法正確的是()A.用氫氣的純度高 B.用金屬的純度高C.二者相同 D.無法比較答案:A解析:用還原法冶煉金屬,還原劑可以是金屬,也可以是H2、CO等還原性氣體,二者比較而言,利用H2、CO等冶煉金屬,只要反應充分就能得到較純凈的金屬。8.在冶金工業(yè)上,下列均不能用通?;瘜W還原劑制得的金屬是()A.K、Ca、Na、Al B.K、Na、Zn、FeC.Zn、Fe、Cu、Ag D.Mg、Al、Zn、Fe答案:A解析:一些很活潑的金屬,它們失電子的能力很強,通常的化學還原劑很難使其陽離子得到電子被還原成金屬單質,其冶煉通常應采用電解法。9.鋁能用于冶煉一些金屬(如:釩、鉻、錳等),這是因為鋁()A.既能與酸反應,又能與堿反應B.導電性好C.熔點低D.還原性較強,在冶煉反應中放出大量的熱量答案:D解析:鋁能用于冶煉一些金屬,是因為鋁有較強的金屬性,可以將一些金屬性較它弱的金屬置換出來。另外,在冶煉反應中放出大量的熱量,使反應體系維持在高溫狀態(tài),可以把一些金屬性較弱的金屬從它們難熔的金屬氧化物中置換出來。10.下列關于鋁熱反應2Al+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe+Al2O3的說法不正確的是()A.該反應中Al作還原劑B.該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為12C.該反應中冶煉1molFe轉移2mol電子D.該反應可用于焊接鋼軌答案:C11.已知工業(yè)上真空煉銣的化學方程式為2RbCl+Mgeq\o(,\s\up7(△))MgCl2+2Rb(g),對此反應能夠進行的正確解釋是()A.Rb比Mg的金屬性強B.銣的沸點比鎂低,把銣的蒸氣抽走后,平衡向正反應方向移動C.MgCl2的熱穩(wěn)定性比RbCl弱D.高溫下Mg2+的得電子能力比Rb+弱答案:B解析:由金屬活動性順序可知金屬性:K>Mg,對于堿金屬的金屬性:Rb>K,所以金屬性:Rb>Mg,則得電子能力:Mg2+>Rb+,所以A和D均錯。反應生成了MgCl2,MgCl2與RbCl相比,差別是陽離子不同,Mg2+的離子半徑小于Rb+,且所帶電荷數(shù)大于Rb+,所以MgCl2的熱穩(wěn)定性比RbCl要強,C錯。12.濕法冶金中,把質量為mg的鐵片放入CuSO4溶液中,過一會兒取出干燥,鐵片的質量變?yōu)閚g,則被氧化的鐵的質量是()A.8(n-m)g B.8(m-n)gC.7(m-n)g D.7(n-m)g答案:D解析:Fe+CuSO4=FeSO4+CuΔm(增加)56648x(n-m)geq\f(56,x)=eq\f(8,n-mg)得x=7(n-m)g二、非選擇題(共52分)13.(10分)冶煉金屬常用以下幾種方法:①以C、CO或H2作還原劑;②用活潑金屬Na、Mg等還原;③利用鋁熱反應還原;④電解法;⑤熱分解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳?(用序號填寫下列空白)(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬:________。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬:________。(3)Hg、Ag等不活潑金屬:________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬:________。(5)K、Rb、Cs、Ti等金屬:________。答案:(1)①(2)④(3)⑤(4)③(5)②解析:根據(jù)每種金屬的特點選擇最佳方案。其中K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比較特別,不是用活潑金屬置換不活潑金屬,而是利用平衡原理,如Na+KCleq\o(,\s\up7(高溫))NaCl+K↑,分離出鉀蒸氣使此反應得以繼續(xù)進行。14.(12分)將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀,套在一起使四周都是四層,把內層紙漏斗取出,在底部剪一個孔,用水濕潤,再與另一紙漏斗套在一起,架在鐵架臺的鐵圈上,下面放有盛有細沙的蒸發(fā)皿,將5g炒干的三氧化二鐵粉末和2g鋁粉混合均勻,放在紙漏斗中,上面加少量氯酸鉀,并在混合物中插一根鎂條,用燃著的木條點燃鎂條。完成下列問題。(1)上述反應的實驗現(xiàn)象為______________,因此,鋁可用于制造信號彈、燃燒彈、火箭推進劑等。(2)上述反應的化學方程式為________________________,此反應稱為________反應,鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為________,鋁熱反應可用于________。(填寫一種用途)。(3)鋁粉可以和鐵、鉻、錳的氧化物粉末發(fā)生鋁熱反應,鋁變成氧化鋁,鐵、鉻、錳等金屬的氧化物變成相應的金屬單質。寫出下面反應的化學方程式。Al+MnO2:_____________________________________;Al+Cr2O3:_____________________________________。答案:(1)當外部鎂條剛剛燃燒完畢時,紙漏斗內混合物立即劇烈反應,發(fā)出耀眼的白光,產生大量的煙;紙漏斗被燒破,有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內的細沙上;液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(2)2Al+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3+2Fe鋁熱鋁熱劑焊接鋼軌(或冶煉Cr、Mn等難熔的金屬)(3)4Al+3MnO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Al2O3+3Mn2Al+Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3+2Cr解析:鋁與氧化物反應的實質是鋁將氧化物中的化合態(tài)金屬元素還原為金屬單質。反應的特點是在高溫下進行,反應迅速并放出大量的熱,新生成的金屬單質呈液態(tài)且易與Al2O3分離。反應的重要作用:一是焊接鋼軌,二是冶煉V、Cr、Mn等難熔的金屬。15.(12分)粉末狀試樣A是由等物質的量的MgO和Fe2O3組成的混合物?,F(xiàn)進行如下實驗:①取適量A進行鋁熱反應,產物中有單質B生成;②另取20gA全部溶于Lmol·L-1鹽酸中,得溶液C;③將①中得到的單質B和溶液C反應,放出L(標準狀況)氣體,同時生成溶液D,還殘留有固體物質B;④用KSCN溶液檢驗時,溶液D不變色;請?zhí)羁眨?1)①中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是________。產物中的單質B是________。(2)②中所發(fā)生反應的化學方程式是__________。(3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是______。(4)若溶液D的體積仍視為L,則該溶液中c(Mg2+)為________,c(Fe2+)為________。答案:(1)加少量KClO3,插上鎂條并將其點燃Fe(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;MgO+2HCl=MgCl2+H2O(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+=3Fe2+(4)mol·L-1mol·L-1解析:MgO不能與鋁發(fā)生置換反應,所以①發(fā)生的反應是Fe2O3+2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe+Al2O3②中發(fā)生的反應是Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl=MgCl2+H2O③中發(fā)生的反應是Fe+2FeCl3=3FeCl2,F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2↑④中加入KSCN溶液不變色,說明Fe3+完全被還原為Fe2+,溶液D為MgCl2、FeCl2的混合液。根據(jù)題意假設20gA中MgO和Fe2O3的物質的量均為x,則:40g·mol-1x+160g·mol-1x=20g,解得x=mol。溶液中Mg2+的物質的量等于MgO的物質的量,c(Mg2+)=mol·L-1,反應后原加入的鹽酸中的Cl-全部轉移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中:n(Cl-)=n(Mg2+)×2+n(Fe2+)×2=mol·L-1×L=mol,n(Fe2+)=mol,所以c(Fe2+)=mol·L-1。16.(8分)有資料表明,氧化鐵在高爐內被一氧化碳還原時,是按Fe2O3eq\o(→,\s\up7(約250℃))Fe3O4eq\o(→,\s\up7(約600℃))FeOeq\o(→,\s\up7(約1000℃))Fe的順序分步進行的,請就此回答下列問題:(1)分階段寫出氧化鐵轉化為鐵的化學方程式:①__________________________________________________;②__________________________________________________;③__________________________________________________。(2)從鐵元素的性質方面來說,鐵能分步被還原的主要原因是_________________________________________________。答案:(1)①3Fe2O3+COeq\o(=,\s\up7(約250℃))2Fe3O4+CO2②Fe3O4+COeq\o(=,\s\up7(約600℃))3FeO+CO2③FeO+COeq\o(=,\s\up7(約1000℃))Fe+CO2(2)鐵元素有不同的化合價,化合價越低氧化性越弱,還原所需要的溫度越高17.(10分)鋁熱反應不僅用于焊接鋼軌,而且還常用于冶煉熔點較高的金屬如釩、鉻、錳等。(1)試從鋁粉跟氧化鐵的反應出發(fā),思考鋁熱反應為什么可以應用于冶煉這些金屬?(2)請配平下列用鋁熱反應冶煉金屬釩和鈷的化學方程式,指出哪些物質是還原劑、哪些物質是氧化劑,并計算生成1mol各種金屬分別需要純鋁的質量。V2O5+Al——Al2O3+VCo3O4+Al——Al2O3+Co答案:(1)鋁粉跟氧化鐵的反應為Fe2O3+2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe+Al2O3,該反應稱為鋁熱反應,在反應過程中放出大量的熱,放出的熱量足以使高熔點金屬熔融成液態(tài),這樣就可以分離出熔融態(tài)的金屬,達到冶煉這些金屬的目的。(2)根據(jù)原子守恒配平化學方程式,判斷兩個反應均為氧化還原反應,根據(jù)“所含元素

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