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8.1.1金属矿物的开发利用
1．化学与科技、生产、生活有密切的关系，下列叙述错误的是
A．黑火药爆炸时，硫磺、硝酸钾和木炭发生氧化还原反应
B．葡萄酒中的单宁是抗氧化剂，说明它具有还原性
C．“长征五号”运载火箭使用的高能清洁燃料液氢属于纯净物
D．氧化铝与铁粉在高温下反应可用于焊接钢轨
2．反应2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3可用于焊接铁轨，下列有关说法不正确的是
A．该反应吸收大量的热 B．铝在反应中作还原剂
C．铝热剂是混合物 D．该反应是置换反应
3．化学与生产、生活密切相关。下列说话正确的是
A．制铝：将Al(OH)3溶于盐酸中，电解AlCl3溶液可得铝
B．北斗卫星导航系统所用芯片的主要成分为SiC
C．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D．我国首创了石墨烯液冷散热技术，石墨烯是种有机高分子材料
4．下列有关物质的制备说法不正确的是
A．将氯气通入冷的石灰乳中制备漂白粉
B．用加热分解HgO的方法制备金属Hg
C．工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，过程主要包括：氧化、吹出、吸收、萃取
D．工业制硫酸中用98.3%的浓硫酸吸收SO3；工业制硝酸中，用H2O吸收NO2
5．下列元素的单质，工业上不需要用电解法制取的是
A．镁 B．铝 C．溴 D．氯
6．下列金属冶炼的反应原理正确的是
A．2Al2O3+3C 4Al+3CO2↑ B．MgO+H2 Mg+H2O
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 D．HgO+CO Hg+CO2
7．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂；② 以活泼金属Na、Mg等还原；③利用铝热反应原理还原；④电解法；⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：_______
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：_______
(3)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：_______
(4)Hg、Ag等不活泼金属：_______
8．铝元素是地壳中含量最多的金属元素(约占地壳总量的7.73%)，主要以铝土矿形式存在(主要成分是)。要从铝土矿中提取铝，首先要获得纯度较高的氧化铝，主要的工艺流程如图所示：
下列说法正确的是
A．碱溶①后，溶液中主要含有的阳离子为Na+和Al3+
B．步骤②通入足量CO2反应的离子方程式为：2AlO- 2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO2- 3
C．Al(OH)3受热分解，生成高熔点物质和水，该高熔点物质常用作高温耐火材料
D．灼烧③一般在坩埚中进行，电解④添加冰晶石(Na3AlF6)，目的是增强导电性
9．下列金属冶炼的反应原理，不正确的是
A．2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ B．Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
C．HgSHg+S D．2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
10．下列制备金属单质的方法或原理正确的是
A．在高温条件下，用H2还原Na2O制备单质Na
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D．加强热，使CuO 在高温条件下分解制备单质Cu
11．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下：
下列有关说法正确的是
A．石灰石、纯碱、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
B．电解熔融Al2O3冶炼Al时加了冰晶石
C．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物
D．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：1
12．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法中正确的是
A．白居易的《问刘十九》中“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，优质红泥明亮且橙中略带红光，是因其含有含量较高的铁氧化物Fe3O4
B．《抱朴子》中“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，“曾青”是可溶性铜盐
C．碳纤维由于具备优良的性能，有望取代铝制材料应用于航空工业，碳纤维属于新型有机材料
D．“龙芯1号”CPU芯片的使用，为我国芯片行业的发展奠定了重要基础，芯片的主要化学成分是SiO2
13．金属矿物资源的利用有着非常重要的意义。
(1)金属铜常用的冶炼方法是_______(填序号)；
A．热分解法 B．热还原法 C．电解法 D．湿法治金
(2)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
①气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收(填序号)。
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
②用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_______(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2+的方法是_______(注明试剂、现象)。
③根据上述流程图所示，由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_______。
(3)已知灼热的氧化铜可以与氨反应得到氮气和金属铜，用下图中的装置可以实现该反应。A中生成氨气的化学方程式是_______，写出C中发生反应的化学方程式：_______。试管D中收集到的物质是_______。
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8.1.1金属矿物的开发利用
1．化学与科技、生产、生活有密切的关系，下列叙述错误的是
A．黑火药爆炸时，硫磺、硝酸钾和木炭发生氧化还原反应
B．葡萄酒中的单宁是抗氧化剂，说明它具有还原性
C．“长征五号”运载火箭使用的高能清洁燃料液氢属于纯净物
D．氧化铝与铁粉在高温下反应可用于焊接钢轨
【答案】D
【解析】A．黑火药爆炸时，硫磺、硝酸钾和木炭发生反应生成二氧化碳、硫化钾和二氧化硫，有化合价升降，是氧化还原反应，故A正确；
B．葡萄酒中的单宁是抗氧化剂，单宁与氧气反应，则说明它具有还原性，故B正确；
C．液氢是氢气的液态，属于纯净物，故C正确；
D．铝与氧化铁粉在高温下反应可用于焊接钢轨，故D错误。
综上所述，答案为D。
反应2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3可用于焊接铁轨，下列有关说法不正确的是
A．该反应吸收大量的热 B．铝在反应中作还原剂
C．铝热剂是混合物 D．该反应是置换反应
【答案】A
【解析】A．铝热反应是放热反应，反应中放出大量的热，故A错误；
B．由方程式可知，反应中铝元素的化合价升高被氧化，铝是反应的还原剂，故B正确；
C．铝热剂是铝与某些金属氧化物（如氧化铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化钨等）形成的混合物，故C正确；
D．由方程式可知，该反应是有单质参加和生成的置换反应，故D正确；
故选A。
3．化学与生产、生活密切相关。下列说话正确的是
A．制铝：将Al(OH)3溶于盐酸中，电解AlCl3溶液可得铝
B．北斗卫星导航系统所用芯片的主要成分为SiC
C．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D．我国首创了石墨烯液冷散热技术，石墨烯是种有机高分子材料
【答案】C
【解析】A．电解AlCl3溶液，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，阴极附近生成氢氧化铝，不能得到铝单质，A错误；
B．芯片的主要成分为Si不是SiC，B错误；
C．焦炭和空气反应生成CO，CO高温下可还原铁矿石中铁的氧化物生成Fe单质，C正确；
D．石墨烯是一种碳单质，不属于有机高分子材料，D错误；
故答案选C。
4．下列有关物质的制备说法不正确的是
A．将氯气通入冷的石灰乳中制备漂白粉
B．用加热分解HgO的方法制备金属Hg
C．工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，过程主要包括：氧化、吹出、吸收、萃取
D．工业制硫酸中用98.3%的浓硫酸吸收SO3；工业制硝酸中，用H2O吸收NO2
【答案】C
【解析】A．将氯气通入冷的石灰乳中生成氯化钙、次氯酸钙，用该反应制备漂白粉，故A正确；
B．HgO受热分解为Hg和O2，用加热分解HgO的方法制备金属Hg，故B正确；
C． “吹出法”海水提溴，过程主要包括：酸化、氧化、吹出、吸收、氧化、蒸馏，故C错误；
D．工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3制硫酸；工业上用H2O吸收NO2制硝酸，故D正确；
选C。
5．下列元素的单质，工业上不需要用电解法制取的是
A．镁 B．铝 C．溴 D．氯
【答案】C
【分析】活泼金属K、Na、Mg、Al等在工业上采用电解熔融物的方法获得，氯气在工业上用电解饱和食盐水来获得，溴的提取是利用氧化还原法从海水中提取。
【解析】A．金属镁在工业上采用电解熔融氯化镁的方法来获得，故A不符合；
B．金属铝在工业上采用电解熔融氧化铝的方法来获得，故B不符合；
C．溴的提取是利用氧化还原法从海水中提取，不属于电解法，故C符合；
D．氯气在工业上用电解饱和食盐水来获得，故D不符合；
答案选C。
6．下列金属冶炼的反应原理正确的是
A．2Al2O3+3C 4Al+3CO2↑ B．MgO+H2 Mg+H2O
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 D．HgO+CO Hg+CO2
【答案】C
【解析】A．Al是电解熔融的三氧化二铝制得，2Al2O3 4Al+3O2↑，A错误；
金属镁是活泼金属，能和热水反应，不能用采用热还原法治炼，通常采用电解法来冶炼，
MgCl2 Mg+Cl2↑，B错误；
C．Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2，故C正确；
D．Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，2HgO2Hg+O2↑，D错误；
故答案为：C。
7．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂；② 以活泼金属Na、Mg等还原；③利用铝热反应原理还原；④电解法；⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：_______
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：_______
(3)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：_______
(4)Hg、Ag等不活泼金属：_______
【答案】(1)①
(2)④
(3)⑤
(4)③
【解析】（1）金属的冶炼方法与金属活动性有关，如Fe、Zn、Cu等中等活泼金属，一般采用热还原方法冶炼，故合理选项是①；
（2）金属的冶炼方法与金属活动性有关，如Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属，用一般还原剂不能将其从化合物中还原出来，要采用电解方法冶炼，故合理选项是④；
（3）V、Cr、Mn、W等高熔点金属一般用Al作还原剂，在高温下发生反应，使产生的金属以液态形式分离出来，即采用铝热反应原理还原，故合理选项是⑤；
（4）Hg、Ag等不活泼金属的化合物不稳定，一般采用热分解方法冶炼，故合理选项是③。
8．铝元素是地壳中含量最多的金属元素(约占地壳总量的7.73%)，主要以铝土矿形式存在(主要成分是)。要从铝土矿中提取铝，首先要获得纯度较高的氧化铝，主要的工艺流程如图所示：
下列说法正确的是
A．碱溶①后，溶液中主要含有的阳离子为Na+和Al3+
B．步骤②通入足量CO2反应的离子方程式为：2AlO- 2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO2- 3
C．Al(OH)3受热分解，生成高熔点物质和水，该高熔点物质常用作高温耐火材料
D．灼烧③一般在坩埚中进行，电解④添加冰晶石(Na3AlF6)，目的是增强导电性
【答案】C
【解析】A．碱溶①后，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，溶液中主要含有的阳离子为Na＋，A错误；
B．酸化②通足量的CO2应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根，离子方程式为AlO- 2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO，B错误；
C．Al(OH)3受热分解，2Al(OH)3Al2O3+3H2O，生成高熔点的Al2O3和水，Al2O3常用作高温耐火材料，C正确；
D．灼烧③一般在坩埚中进行，电解④添加冰晶石(Na3AlF6)，目的是降低Al2O3熔融温度，D错误；
故选C。
9．下列金属冶炼的反应原理，不正确的是
A．2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑ B．Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
C．HgSHg+S D．2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
【答案】D
【解析】A．电解熔融氯化钠制备金属钠，A正确；
B．热还原法制备金属铁，B正确；
C．热分解法制备金属汞，C正确；
D．氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，应电解熔融氧化铝制备金属铝，D错误；
故选D。
10．下列制备金属单质的方法或原理正确的是
A．在高温条件下，用H2还原Na2O制备单质Na
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D．加强热，使CuO 在高温条件下分解制备单质Cu
【答案】B
【解析】A．Na的还原能力强于H2，所以即便是在高温条件下，H2也不能还原Na2O，A不正确；
B．Al2O3为离子化合物，在通电条件下，电解熔融的Al2O3，可制备Al和氧气，B正确；
C．在通电条件下，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，电解熔融的氯化钠可制备单质Na，C不正确；
D．CuO 在高温条件下分解可生成Cu2O和O2，不能制备单质Cu，D不正确；
故选B。
11．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下：
下列有关说法正确的是
A．石灰石、纯碱、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
B．电解熔融Al2O3冶炼Al时加了冰晶石
C．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物
D．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：1
【答案】B
【解析】A．若是石英玻璃，化学成分是SiO2，不属于盐，不能与盐酸反应，故A错误；
B．电解熔融Al2O3冶炼Al时加了助溶剂冰晶石，故B正确；
C．黄铜矿（CuFeS2）与O2反应产生的Cu2S、SO2、FeO，Cu、O元素化合价降低，则Cu2S、FeO均是还原产物，SO2既是还原产物又是还原产物，故C错误；
D．粗硅的反应SiO2+2C=Si+2CO↑，反应中二氧化硅为氧化剂，C为还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，故D错误；
故选：B。
12．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法中正确的是
A．白居易的《问刘十九》中“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，优质红泥明亮且橙中略带红光，是因其含有含量较高的铁氧化物Fe3O4
B．《抱朴子》中“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，“曾青”是可溶性铜盐
C．碳纤维由于具备优良的性能，有望取代铝制材料应用于航空工业，碳纤维属于新型有机材料
D．“龙芯1号”CPU芯片的使用，为我国芯片行业的发展奠定了重要基础，芯片的主要化学成分是SiO2
【答案】B
【解析】A．优质红泥带红光是因为含有红棕色的三氧化二铁(Fe2O3)，选项A错误；
B．“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，由铁置换出“曾青”中的铜，“曾青”是可溶性铜盐，选项B正确；
C．碳纤维属于新型无机非金属材料，选项C错误；
D．芯片的主要成分是单质硅而非二氧化硅，选项D错误；
答案选B。
13．金属矿物资源的利用有着非常重要的意义。
(1)金属铜常用的冶炼方法是_______(填序号)；
A．热分解法 B．热还原法 C．电解法 D．湿法治金
(2)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
①气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收(填序号)。
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
②用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_______(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2+的方法是_______(注明试剂、现象)。
③根据上述流程图所示，由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_______。
(3)已知灼热的氧化铜可以与氨反应得到氮气和金属铜，用下图中的装置可以实现该反应。A中生成氨气的化学方程式是_______，写出C中发生反应的化学方程式：_______。试管D中收集到的物质是_______。
【答案】(1)BD
c、d Fe3+ 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去，则溶液中存在Fe2+
3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 2NH3+3CuO3Cu+N2+2H2O 氨水
【解析】（1）
铜、铁等金属通常采用热还原法，铜的冶炼还有湿法冶金，“曾青得铁则化为铜”即用铁将铜从其盐溶液中置换出来，答案选BD。
（2）
黄铜矿加入石英砂和空气焙烧，得到冰铜，冰铜和石英砂混合在空气中焙烧得到泡铜，A为大气污染物，依据元素守恒可知，A为二氧化硫，熔渣B为铁的氧化物，泡铜经铝热反应得到粗铜。
①气体A为二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，能与碱反应，二氧化硫有还原性，能与稀硝酸反应，但产生了NO，NO也是污染性气体，因此答案选cd。
②滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在铁离子，亚铁离子有还原性，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，从而使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此检验溶液中还有亚铁离子的方法为：取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去，则溶液中存在Fe2+。
③由泡铜冶炼粗铜利用的是泡铜和铝发生铝热反应，铝置换出铜，反应的化学方程式为：
3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu。
（3）
装置A中氢氧化钙固体和氯化铵固体受热反应制备氨气，B中碱石灰用于除去水蒸气，干燥的氨气在灼热的氧化铜在C中反应得到氮气、金属铜和水，水蒸气在D中被冷凝，未反应的氨气溶于水形成氨水，D中收集到氨水，氮气不溶于水不与水反应，E中排水法收集氮气。
装置A中氢氧化钙固体和氯化铵固体受热反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为：
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ；C中氨气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为：2NH3+3CuO3Cu+N2+2H2O；水在D中被冷凝，未反应完的氨气极易溶于水，因此D中收集到氨水。
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