高中化学人教版选修二（学业分层测评）第三单元 化学与材料的发展 学业分层测评10 Word版含解析

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1、学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)学业达标1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是()A合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D越活泼的金属越难冶炼【解析】金属镁的制备是通过电解熔融的氯化镁制得，而金属铝是通过电解熔融的氧化铝得到，因为氯化铝是共价化合物，B项错误。【答案】B2我国商务部公布，我国铁矿石等原材料出口大幅度回落，保证我国钢铁工业的健康发展。铁矿石用于冶炼金属铁，下列关于铁的冶炼说法正确的是()A冶炼铁的原料有赤铁矿(主要成分是Fe3O4)

2、、焦炭、石灰石和空气B炼铁高炉中还原剂焦炭将铁从铁矿石中还原出来C黄铜矿(CuFeS2)可冶炼出Cu、Fe，同时可制取硫酸D石灰石在冶铁过程中参与了氧化还原反应【解析】铁矿石主要有：磁铁矿(主要成分Fe3O4)、赤铁矿(主要成分Fe2O3)、褐铁矿(主要成分2Fe2O33H2O)、黄铁矿(主要成分FeS2)。首先是焦炭在高炉中生成还原性气体CO：CO2CO2，CO2C2CO；CO再还原Fe2O3：Fe2O33CO2Fe3CO2。所以还原Fe2O3的是CO而不是焦炭。石灰石的作用是除脉石，形成炉渣，发生的是分解和化合反应：CaCO3CaOCO2，SiO2CaOCaSiO3。【答案】C3关于金属铝

3、的说法正确的是()A冶炼金属铝时铝水温度极高，若外溢极易引发安全事故B等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗酸和碱的物质的量之比为12C工业上是通过电解熔融的铝土矿制备金属铝的D镁铝合金的硬度很大，熔点也很高【解析】金属铝与酸、碱反应的本质是与溶液中的H反应产生H2。消耗铝的量相等时，转移的电子数相等，产生的H2的量也相等，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31。铝土矿的主要成分是Al2O3，同时也含有Fe2O3、SiO2及泥沙等杂质，除去这些杂质得到纯的Al2O3，再电解Al2O3即可获得Al。【答案】A4在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是()A两

4、个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的作用B炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用C炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的D炼铁过程中碳参加反应，只起产生CO的作用【解析】在炼铁时，焦炭的主要作用有两个：一是通过焦炭燃烧放出大量热，提供炼铁过程所需的热量；二是产生炼铁所需的还原剂CO。在炼铁过程中碳被氧化。炼钢时用来降低碳含量的主要反应为CFeOCOFe，这个反应在碳被氧化的同时吸收热量。综合以上分析，可知A、C、D选项是错误的。【答案】B5下列可被工业上采用的冶金方法是()A电解熔融的氯化铝制铝B电解熔融的氯化镁制镁C电解氯化钠溶液制钠D高温下用H2还原氧化镁制

5、镁【解析】氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，A不可选；含Na、Mg2、Al3的水溶液电解时，电子被H得到，因而电解这样的水溶液是得不到金属单质的，C不可选；比Al活泼的金属很难用一般的还原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中还原出来，况且，MgO的熔点很高，工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法，D不可选。【答案】B6金属K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下：KNaKClNaCl熔点()63.6597

6、.8770801沸点()774882.91500(升华)1413可推知，用Na与KCl反应制K的适宜温度是()A97.8 770 B770 774 C774 882.9 D1413 1500 【解析】由题意知NaKClNaClK。本反应不是利用金属的活泼性，主要利用K的沸点比钠的低，使K在加热时挥发出来，因此，温度应选择774 882.9 。【答案】C7下列金属的工业制法中正确的是()A制钛：用金属钠置换出四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B炼铁：用焦炭与空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁C制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠D炼铝：宜用高温条件下的热分解法制单

7、质铝【解析】本题考查金属冶炼的问题。首先钠与水反应，A项错误；B项正确；电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，这是氯碱工业，没有金属钠生成，C项错误；宜用电解法炼铝，D项错。【答案】B8氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()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湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化【解析】由Fe3O48e3Fe4O2，知1 mol Fe3O4(磁铁矿)被还原为Fe时应转移8 mol电子。【答案】C

8、9用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为()A111 B1314C1614 D212【解析】等质量的氧化铁在反应时得到的电子的物质的量是相等的，所以根据氧化还原反应中电子得失守恒原则，可知氢气、碳、一氧化碳在反应中要失去等物质的量的电子。三者都失去4 mol电子时，氢气需要2 mol，质量是4 g；碳需要1 mol，质量是12 g；一氧化碳需要2 mol，质量是56 g。【答案】B10铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；焙烧：2PbS3O22PbO2SO2；制粗铅：PbOCPbCO；PbOCOPbC

9、O2。下列说法正确的是()A浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOC整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子D将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳【解析】焙烧方铅矿(PbS)的反应中还原剂是PbS，还原产物是PbO和SO2，B错误；冶炼过程中，由1 mol PbS制取1 mol Pb转移4 mol电子()，C错误；Pb的冶炼过程：2 mol Pb因此，1 mol PbS完全冶炼成Pb，理论上至少需要0.5 mol C，即6 g碳。【答案】D能力提升11冶炼金属一般有下列方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)

10、法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业中均有运用。 【导学号：64570023】(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格。火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式为(写主要的两个)_、_。(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)；_；_；_；_。【答案】(1)Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2OC2CuO2CuCO2(2)3CFe2O32Fe3CO3H2WO3W3H2OFe2O33CO2Fe3CO24Al3MnO23Mn2Al2O32NaCl(熔融)2NaCl212下图是传统

11、的工业生产金属铝的基本流程图，结合铝生产的流程图解答下列各题：(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是_(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品_(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。(2)氧化铝熔点高达2 050 ，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是_。(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是：_(用化学方程式表示)。(4)工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2，电解反应方程式为_。镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？_。【解析】该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理

12、的诠释以及能量的合理利用。(1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯。石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。(2)纯净Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要耗费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙(CaF2)助熔。(3)工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的O2失电子，生成O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成CO2。(4)因为MgCl2为离子化合物，熔

13、融时能发生电离；AlCl3为共价化合物，熔融时不发生电离；再者MgO熔点很高，很难熔化，耗能太大。【答案】(1)Al2O3碳素材料(2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2(3)CO2CO2(4)MgCl2(熔融)MgCl2因为MgO熔点太高，MgCl2熔点低，电解MgCl2耗能少。AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离13(2016济宁高二检测)工业制备铝一般是从铝土矿(主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质)中得到纯净的Al2O3，然后电解Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图，其中涉及的一个反应是2NaAlO2CO23H2O=Na2CO32Al(OH)3

14、。(1)图示中(1)的实验操作是_；图示中(2)加入的试剂是_。(2)试推断物质：B_，C_，H_，F_。(填化学式)(3)写出化学方程式：_；_；_；_。【解析】溶液B中通入CO2产生沉淀，说明B溶液为NaAlO2溶液，则向铝土矿中加入的试剂是NaOH溶液，操作(1)是过滤；则溶液D为Na2CO3，反应为Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH。【答案】(1)过滤Ca(OH)2(2)NaAlO2Fe2O3CaCO3Al2O3(3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONa2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH2Al(OH)3Al2O33H2O2Al2O34Al3O214(2

15、016厦门高二检测)金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B(或其合金)的方法，通常是按还原剂来命名。(1)用铝作还原剂生产金属铬，称为铝热法。化学方程式为_。铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外，还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀，然后在高温下煅烧，即生成耐热的(TiC)，该反应的化学方程式为_。(2)用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒，称为硅热法。化学方程式为_。硅(特别是硅铁)的价格比铝低，所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行，常加入CaO作溶剂，试分析加入CaO的作用：_。(3)试写出克劳尔法用镁热还原TiCl4生产海绵钛的化学方程式：_。【解析】根据题目信息“用金属A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B(或其合金)的方法，通常是按还原剂来命名”可知铝热法就是利用铝作还原剂制取金属，硅热法就是利用硅作还原剂制取金属。【答案】(1)2AlCr2O32CrAl2O34Al3TiO23C2Al2O33TiC(2)3Si2V2O34V3SiO2使之与反应产物SiO2结合成CaSiO3，使反应更容易进行(3)2MgTiCl42MgCl2Ti