必修2同步巩固练习解析：4-1开发利用金属矿物和海水资源（第1课时）

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1、第 4 章第 1 节节 第第 1 课时课时 一、选择题 1下列矿石中可用作炼铁原料的有( ) 赤铁矿；黄铁矿；磁铁矿；闪锌矿；菱铁矿 A只有和    B只有和 C有   D 【解析】 炼铁的原料是铁矿石，所以，必须明确各种矿石的成分，题给矿石的主要成 分依次为：Fe2O3；FeS2；Fe3O4；ZnS；FeCO3，而 FeCO3加热发生分解：FeCO3 FeOCO2。故可用作炼铁原料的有、，选 D。 = 高温 【答案】 D 2下图是我国古代冶铁图，你认为下述反应原理与图示相吻合的是( ) AFe3O44H23Fe4H2O = 高温 BFe2O33C2Fe3CO =

2、 高温 CFe2O33CO2Fe3CO2 = 高温 DFe2O32Al2FeAl2O3 = 高温 【答案】 B 【点拨】 图中没有生成 H2、CO 的装置，由图可看出，是利用生成的碳还原 Fe2O3炼 铁。古代无 Al，不可能利用铝热反应。 3下列物质在冶炼金属的过程中，需加入还原剂的是( ) AHgO    BAl2O3  CFe2O3   DCuSO4 2 【解析】 在冶炼金属的三种方法中， 只有高温还原法需要加入还原剂。 这种方法适合 冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属，而后面的适合用热分解法，前面的适合用电解法。  【答案】 C、D 4

3、分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属纯度的说法正确的是( ) A用氢气的纯度高 B用金属的纯度高 C二者相同 D无法比较 【解析】 用还原法冶炼金属，还原剂可以是金属，也可以是 H2、CO 等还原性气体， 二者比较而言，利用 H2、CO 等冶炼金属，只要反应充分能得到较纯净的金属。 【答案】 A 5下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是( ) A加热氧化铝 B加热碳酸钙 C电解熔融的氯化钠 D氯化钠与铝粉高温共热 【解析】 由于 Al2O3的熔点很高，加热 Al2O3难以分解，因此加热时得不到其单质； 加热 CaCO3发生分解 ： CaCO3CaOCO2 ； C 项中电解熔融的氯化钠时

4、： 2NaCl= 高温 = 电解 2NaCl2，可得到金属钠；由于钠的活泼性比铝强，因此铝粉不能置换 NaCl 中的 Na。 【答案】 C 6用铝热剂冶炼金属，是利用了铝的还原性，既能与酸反应又能与碱反应，导 电性，被氧化的过程中放出大量的热( ) A    B C    D 【解析】 铝粉与金属氧化物的混合物叫铝热剂， 所发生的反应叫做铝热反应， 该反应 放出大量的热量， 常用于冶炼熔融的金属， 在该反应中， 铝作还原剂， 金属氧化物作氧化剂， 故是正确的。虽然是铝的性质，但与铝热反应无关。 【答案】 C 7用铝热法还原下列氧化物，制得金属各 1 mo

5、l，消耗铝最少的是( ) AMnO2    BWO3  3 CCr2O3    DCo3O4 【解析】 用铝热法还原金属氧化物时，Al 作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应 中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价愈高 ，变为单质时需获得电子 愈多，消耗铝愈多 ； 金属化合价愈低，得到电子数愈少，耗铝愈少。以上金属氧化物中金属 的化合价分别为：Mn(4)、W(6)、Cr(3)、Co( )。Co 化合价最低，耗铝最少。 8 3 【答案】 D 【点拨】 如果对铝热反应的本质有深刻的了解，即 Al 与 O 结合生成 Al2O3，显然与 1

6、 mol 金属结合的氧原子数越少，消耗的铝也就越少。同样可得答案为 D。 8 19 世纪末， 被认为是稀罕的贵金属铝， 价格却大大下降， 这是因为当时发现了( ) A自然界有大量铝土矿 B用金属钠还原氧化铝制取铝的方法 C电解冰晶石和氧化铝熔融混合物制取铝的方法 D电解纯净的氧化铝熔融液制取铝的方法 【解析】 铝价格下降，应是改变了冶炼方法，在生活中得到普及。 19 世纪末，铝的价格之所以大大下降，是因为在 1886 年，美国化学家霍尔电解法工艺 的发明，使得铝在生产、生活中的应用得以普及的结果。由于 Al2O3的熔点很高，故霍尔在 电解时加入了冰晶石(Na3AlF6)，降低 Al2O3的熔点

7、。 【答案】 C 【点拨】 不能分析题示信息，本题易错选 A；不了解铝的冶炼方法，本题易错选 B 或 D。 9置换反应是金属冶炼的基本原理之一。下列是通过置换反应得到铁的是( ) A少量单质铜与 FeCl3溶液混合 BCO 通过灼热的 FeO CH2通过灼热的 Fe3O4 D单质铝与 Fe2O3的混合物加热引燃 【答案】 C、D 【点拨】 铜与 FeCl3溶液反应：Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，不能得到铁；CO 通过 灼热的 FeO：COFeOFeCO2；Fe3O44H23Fe4H2O；Fe2O32Al= 高温 = 高温 = 高温 4 2FeAl2O3。 置换反应是一种单质和一种化

8、合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 10制印刷电路时常用氯化铁溶液做“腐蚀液” ，发生的反应为 2FeCl3Cu=2FeCl2 CuCl2。向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现 的是( ) A烧杯中有铜无铁  B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁、铜都有  D烧杯中铁、铜都无 【解析】 FeCl3具有氧化性，Fe、Cu 具有还原性，且还原性 Fe 比 Cu 强，即 FeCl3优 先与 Fe 反应，Fe 不足才与 Cu 反应。在题设条件下，如果氯化铁溶液足量，铁粉和铜粉都 可与之完全反应，在此情况下，烧杯中既无铁也无铜。如果铁粉和铜粉足够

9、多，氯化铁溶液 相对不足，则反应后铁和铜都会存在。如果氯化铁溶液与铁粉、铜粉适量，则下列反应优先 发生：Fe2FeCl3=2FeCl2，这样，烧杯中将有铜，而铁粉没有剩余，无论如何有铁无铜 的现象不可能存在。 【答案】 B 【点拨】 不能判断 Cu、Fe 与 FeCl3反应的优先问题，会猜选答案。 二、非选择题 11古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子。冶炼“药金”的方法如下 ： 将 碳酸锌、赤铜矿(Cu2O)和木炭混合加热至 800得金光闪闪的“药金” 。 (1)“药金”的主要成分是_。 (2)有关冶炼的化学方程式是： _ _。 【答案】 (1)铜和锌 (2)ZnCO3ZnOCO2

10、= 高温 2Cu2OC4CuCO2 = 高温 2ZnOC2ZnCO2 = 高温 【点拨】 本题考查的主要知识点是热还原法冶炼 Zn 和 Cu。 高温下， 碳酸锌分解生成 氧化锌和二氧化碳，木炭将 Cu2O 和 ZnO 还原为金属铜和锌，故药金的主要成分为铜和锌。  12铝热剂并不单指 Fe2O3与铝粉的混合物，实际上铝粉可以与许多金属氧化物配成铝 热剂。如铝粉与 Fe3O4、V2O5、MnO2等均可发生铝热反应。 5 (1)写出上述铝热反应的化学方程式： _； _； _。 (2)据上述反应可总结出铝热反应的特点：铝热反应实际上属于四大基本反应类型中 的_，其中铝表现了其_性，作_剂

11、； 铝热反应常用于冶炼金属性 比铝_(填“强”或“弱”)的金属。 【解析】 铝热反应的实质是在较高温度下， 用较活泼的还原剂铝， 把活泼性相对弱的 金属从其氧化物中还原出来。 【答案】 (1)8Al3Fe3O44Al2O39Fe = 高温 10Al3V2O55Al2O36V = 高温 4Al3MnO22Al2O33Mn = 高温 (2)置换反应 还原 还原 弱 13 铜在自然界多以1 价矿石存在， 因为在固态特别是高温下1 价铜的化合物比2 价稳定。从辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是：将矿石高温通空气焙烧，生成两种氧化物。 将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石， 混合后隔绝空

12、气再进行高温 燃烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气体的气体。写出这两个反应的化学方程式。 【答案】 2Cu2S3O22Cu2O2SO2 = 高温 2Cu2OCu2S6CuSO2 = 高温 【点拨】 写第一个方程式时，要注意 C比 C稳定。 u 1 u 2 14金属活动性顺序中，Mn、Cr、Co 应该排在 H 的前面，Al 的后面。已知金属 Mn、 Cr、Co 熔点较高，它们可分别由对应的氧化物 MnO2、Co3O4和 Cr2O3为原料冶炼。则： (1)应选择的还原剂是_。(写化学式) (2)写出有关的化学反应方程式： _； _； _。 【答案】 (1)Al (2)3MnO24Al3Mn2Al

13、2O3 = 高温 3Co3O48Al9Co4Al2O3 = 高温 6 Cr2O32Al2CrAl2O3 = 高温 15如下图所示： 已知 A、D、E、F 是中学化学中常见单质，B、C 是氧化物，且 B 的相对分子质量是 232。请填空： (1)A 是_，E 是_(填化学式) (2)D 跟水反应的化学方程式是 _ _。 (3)C 电解的化学方程式为 _ _， 每生成 1 mol A 同时生成_mol E。 (4)先将 B 溶于足量盐酸，再向用盐酸溶解后的溶液中通入足量 Cl2，请写出此过程中有 关反应的离子方程式： _。 【答案】 (1)Al O2 (2)3Fe4H2OFe3O44H2 = 高温

14、 (3)2Al2O34Al3O2 0.75 = 通电 (4)Fe3O48H=Fe22Fe34H2O， 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 【点拨】 突破口是熔融电解氧化物 C 得到单质 A、E，可初步确定 C 是氧化铝，A 是 金属铝，E 是氧气；A(铝)与 B(氧化物)在高温条件下发生置换反应最可能是铝热反应；E(氧 气)和 F 化合生成水，F 是氢气；单质铁(D)在高温条件下与水反应生成氢气和四氧化三铁(相 对分子质量是 232)。 16根据你的生活经验和下表所提供的信息，选择合适的理由填空： 一些金属物理性质比较 物理性质 物理性质比较 7 导电性(以银的导电 性为 100 作标准) 密度/

15、(gcm3) 熔点/ 硬度(以金刚石的硬 度为 10 作标准) (1)制菜刀等工具用铁不用铅的原因是 _ _。 (2)制电线一般用铜不用银的原因是 _ _。 (3)灯泡里的灯丝用钨不用锡的原因是 _ _。 【答案】 (1)铅的硬度小(纯)，密度大(重)，铅有毒 (2)银比铜价格贵 (3)钨的熔点高 17金属铜能被 FeCl3的浓溶液腐蚀，其化学方程式是： Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2。 现将有铜的印刷线路板浸入 120 mL FeCl3的溶液中，有 9.6 g 铜被腐蚀掉。取出印刷线 路板，向溶液中加入 8.4 g 铁粉，经充分反应，溶液中还存在 4.8 g 不溶物。(设溶液体积不

16、 变，且不考虑金属离子水解)。 根据 9.6 g 铜被腐蚀，最后溶液中还有 4.8 g 不溶物，说明溶液中肯定还有_， 所以 4.8 g 固体不可能有_，即 4.8 g 是_。 9.6 g 铜被腐蚀生成_ mol Fe2。 最后溶液中金属离子物质的量浓度 c(Cu2)_，c(Fe2)_。 【答案】 Cu2 Fe Cu 0.3 0.625 mol/L 5 mol/L 【点拨】 设生成 Fe2物质的量为 x。 Cu2Fe3=Cu22Fe2 64 g     2 mol 96 g     x 8 所以 x0.3 mol。 由加入 8.4 g Fe，反应后有 4.8 g 不溶物，说明 8.4 g Fe 恰好与 Cu2和剩余 Fe3发生 反应，设与 Fe3反应的 Fe 物质的量为 y，与 Cu2反应的 Fe 物质的量为 z。 2Fe3Fe=3Fe2 2y  y  3y Cu2Fe=Fe2Cu z  z  z  z Error!解得Error! c(Fe2) 3yz0.3 mol 0.12 L 5 mol/L 3 0.075 mol0.075 mol0.3 mol 0.12 L c(Cu2)0.625 mol/L  (9.64.8)g/64 gmol1 0.12 L