金属矿物的开发利用人教版高一化学必修2课后同步作业练习.docx
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金属矿物的开发利用人教版高一化学必修2课后同步作业练习
一、选择题（每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项）
1．下列说法错误的是（ ）
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再用
B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步
C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液
D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等
2．下列说法中，不正确的是（ ）
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
3.下列化工生产原理错误的是（ ）
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热
A．②③ B．①③
C．①②③D．②③④
4．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是（ ）
冶炼原理
方法
A
2HgO
2Hg＋O2↑
2Al2O3（熔融）
4Al＋3O2↑
Cu2S＋O2
2Cu＋SO2
Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3
热分解法
B
电解法
C
热分解法
D
热还原法
5.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。
下列跟这个先后顺序有关的是（ ）
①地壳中金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A．①③B．②⑤
C．③⑤D．②④
6．下列金属的冶炼过程中，需加入还原剂的是（ ）
A．HgO―→HgB．Al2O3―→Al
C．Ag2O―→AgD．CuSO4―→Cu
7．在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：
Na＋KClNaCl＋K，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。
物质
K
Na
KCl
NaCl
熔点（℃）
63.6
97.8
770
801
沸点（℃）
774
883
1500
1413
根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为（ ）
A．770℃B．801℃
C．850℃D．770℃～801℃
8．有0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。
这种铁的氧化物的化学式是（ ）
A．FeOB．Fe2O3
C．Fe3O4D．FeO和Fe2O3
9．我国古代“药金”的冶炼方法是：
将炉甘石（ZnCO3）和赤铜矿（Cu2O）与木炭按一定的比例混合后加热至800℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。
下列叙述正确的是（ ）
A．“药金”实质上是铜锌合金
B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金”
D．用火焰灼烧不能区别黄金和药金
10．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：
将方铅矿（PbS）进行浮选；
②焙烧：
2PbS＋3O2
2PbO＋2SO2；
③制粗铅：
PbO＋C
Pb＋CO↑；PbO＋CO
Pb＋CO2。
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PbO
C．整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子
D．将1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳
答案
1．C 活泼金属的冶炼是电解其熔融盐如MgCl2、NaCl等，或熔融氧化物如Al2O3等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。
2．B 金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，A项正确；有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属的时候，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如HgO，B项错误；金属元素在化合物中一定显正价，当变成金属单质后，化合价就变为0，所以是被还原，C项正确；金属被发现和应用得早，说明该金属容易被还原，从而也说明这些金属的活动性一般是较弱的，D项正确。
3．D 钠特别活泼，投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2，接着生成Mg（OH）2沉淀，②错误；冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温条件，④错误。
4．C 活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。
5．D
6．D 在冶炼金属的方法中，只有热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如Fe、Cu，而后面的金属如Hg、Ag适合用热分解法，前面的金属如Al适合用电解法。
7．C K、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K气化。
其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K。
应在801℃～883℃间合理。
8．B CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O原子对应一个CO2分子，每一个CO2分子对应一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4g该氧化物中含xgO原子。
O ～ CO2 ～ CaCO3
16100
xg0.75g
解得x＝0.12
N（Fe）∶N（O）＝
∶
＝2∶3。
故此氧化物的化学式为Fe2O3。
9．A 冶炼“药金”的相关反应方程式为：
ZnCO3
ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C
2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C
4Cu＋CO2↑，可知A项正确，B项错误。
王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误。
用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。
10．D 浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；方铅矿焙烧反应2PbS＋3O2
2PbO＋2SO2中，PbS中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故B错误；整个冶炼过程中，1molPbS转化为PbO转移电子是6mol，1molPbO转化为Pb转移电子是2mol，所以制取1molPb共转移8mol电子，故C错误；将1molPbS冶炼成Pb的过程中，根据方程式得出：
2PbS～2PbO～C～2Pb,1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5mol的碳，即需要6g碳，故D正确。
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11.在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是（ ）
A．Na、Mg、Al B．Na、K、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu、AgD．Mg、Al、Zn、Fe
12.将氢气通过10gCuO粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4g，那么下列计算正确的是（ ）
A．有1.6gH2O生成
B．有8.4gCu生成
C．有80%的CuO被还原
D．实验过程中所消耗的氢气为0.2g
二、非选择题（共52分）
13．（12分）某同学做“铝热反应”的实验。
查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
—
（1）铝热反应方程式为___________________________________。
（2）下列能与Al发生铝热反应的有________（填序号）。
A．MnO2 B．Na2O C．MgO D．FeO
（3）某同学推测，铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金。
设计实验方案，证明所得的块状熔融物中含有金属铝。
所用试剂
实验操作及现象
有关反应的化学方程式
（4）实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好的是________（填序号），理由是：
__________________________。
A．浓硫酸B．稀硫酸
C．硫酸铜溶液D．NaOH溶液
14．（16分）黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为：
8CuFeS2＋21O2
8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________（填元素符号）。
（2）上述冶炼过程产生大量SO2。
下列处理方案中合理的是________（填代号）。
a．高空排放
b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d．用浓硫酸吸收
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。
方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是_______________________。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：
稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______________。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为______________________。
15．（9分）孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu（OH）2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸
②将反应后的混合物过滤
③向滤液中加入一种金属粉末
根据上述实验方案，试回答：
（1）第①步反应中的现象为__________________________。
（2）第③步加入的金属粉末是________，理由是___________。
（3）向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热后通入________气体，可得到较纯净的铜和水。
16．（15分）为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验：
（1）若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体（标准状况，下同）的体积为bL。
反应的化学方程式是_________________________________________________________；
样品中铝的质量是________g。
（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是__________________________________________________；
氧化铁与铝的质量比是________。
（3）待
（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与
（1）中所得气体的体积比c∶b＝________。
答案
11.A 金属的活泼性不同，冶炼方法也不同，活泼金属K～Al用电解法；较活泼金属Zn～Cu用还原剂（如H2、焦炭、CO等）还原法；不活泼金属如Hg和Ag用加热法。
12．C
CuO＋H2===H2O＋ Cu 固体质量减少
802186416
xy m（H2O）m（Cu）10－8.4＝1.6
m（H2O）＝1.8g m（Cu）＝6.4g
被还原的CuO为
×100%＝
×100%＝80%
反应消耗H2为0.2g，但实际提供的氢气大于0.2g。
13．
（1）2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3
（2）AD
（3）氢氧化钠溶液 取适量样品置于试管中，加入NaOH溶液；有气泡产生 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑（其他合理答案均可）
（4）B 稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染
解析：
（2）根据铝的活动性比Na、Mg弱，比Mn、Fe强知，MnO2、FeO均可与Al发生铝热反应。
（3）要证明所得的铁中含有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可。
（4）铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时置换出单质铜；NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝。
14．
（1）Cu、O
（2）b、c
（3）a.Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O
b．稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色
解析：
（1）分析方程式中各元素化合价可知
→
，
→
，氧元素、铜元素在反应中被还原。
（2）二氧化硫污染环境，不能排入空气中，浓硫酸不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。
（3）Al3＋与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将Al3＋除去。
反应的离子方程式为：
Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O。
若要证明炉渣中含有FeO需要首先将其溶解，生成可溶性的亚铁盐，结合试剂分析可知，将该溶液加入到高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。
选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。
15．
（1）固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
（2）Fe 铁比铜活泼，可从溶液中置换出铜
（3）氢气
解析：
孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。
16．
（1）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
（2）2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe 80∶27
（3）2∶3
解析：
（1）铝热剂中只有铝能与NaOH溶液反应，Fe2O3不能反应，设样品中铝的质量为x，则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 3×22.4
x bL
x＝
g＝
g，样品中铝的质量为
g。
（2）铝热剂点燃恰好完全反应，化学方程式为2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe，由该方程式可推知：
氧化铁与铝的质量比是
＝
＝
。
（3）依据铝热反应方程式可知：
2molAl
3molH2，
2molFe
2molH2
故c∶b＝2∶3。
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