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2024-2025学年高一化学苏教版必修二课时作业 金属的冶炼方法
一、单选题
1.目前电动车、手机等使用的锂电池,是一种高效、环保电池。锂的金属性介于钠和镁之间,金属锂的冶炼方法是( )
A.电解法 B.高温还原法 C.热分解法 D.铝热还原法
2.下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜
B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
C.把铜片插入溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴溶液,气泡放出速率加快
3.硫酸钾是一种重要的无氯优质钾肥,利用某高钾明矾石制备硫酸钾的工艺流程如下:
已知:高钾明矾石的主要成分为和少量。下列说法正确的是( )
A.焙烧时反应的化学方程式为
B.调节pH的目的是使和完全沉淀
C.化合物Y可制成铝热剂用于焊接铁轨
D.可回收利用后应用于本流程
4.下列金属冶炼的反应原理,正确的是( )
A. B.
C. D.
5.金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼原理错误的是( )
A.用电解法制取金属钠:
B.用作还原剂冶炼金属Ag:
C.用作还原剂冶炼金属V:
D.用活泼金属为还原剂冶炼:
6.重视实验安全,弘扬科学精神与社会责任。下列做法错误的是( )
A.操作铝热反应时,应戴上石棉手套和护目镜
B.闻气体时用手轻轻扇动,使少量的气体飘进鼻孔
C.实验后,将产生的实验废液及时用自来水稀释后倒入下水道
D.蒸馏操作过程中,若发现忘加沸石,应立即停止加热,待烧瓶冷却后再加入沸石
7.根据实验操作、现象,能得出相应结论的是( )
选项 操作 现象 结论
A 向溶液中加入片并振荡 溶液变绿色 金属活动性:Fe>Cu
B 向溶液中滴加过量的溶液 紫色溶液褪色 具有氧化性
C 以为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的 先出现浅黄色沉淀,后出现砖红色沉淀
D 向盛有淀粉溶液的试管中加入适量稀硫酸,水浴加热。冷却至室温后加入溶液调至碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热 试管中出现砖红色沉淀 淀粉发生了水解
A.A B.B C.C D.D
8.工业上冶炼金属Ag通常采用的方法是( )
A.电解法 B.湿法冶炼 C.热分解法 D.热还原法
9.利用金属的活泼性不同,冶炼铝、铁、银分别应采用的方法是( )
A.电解法、热还原法、热分解法 B.热还原法、热分解法、电解法
C.热分解法、热还原法、电解法 D.电解法、热分解法、热还原法
10.金属是人类社会发展不可或缺的物质基础,下列有关金属的工业冶炼原理不正确的是( )
A.热还原法炼铁:
B.电解法制取金属钠:2NaCl(爆炸)
C.电解法炼铝:
D.热分解法制银:
二、填空题
11.随着中国铝土矿资源日益消耗,高硫铝土矿将成为重要的新型铝土矿资源。广西加大了铝土矿勘查力度,在广西桂西地区自平果—靖西一带探获了相当量的高硫铝土矿,其主要成分为和,还含有少量、。现以高硫铝土矿为原料生产金属Al和的部分工艺流程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)将高硫铝土矿粉碎的目的是______。
(2)过程②通入足量空气,发生反应的化学方程式为______。
(3)“碱浸”之后“滤液1”中含有金属元素的阴离子为______(填化学式)。
(4)“滤液2”中主要的溶质为______(填化学式)。
(5)过程⑤的焙烧温度对磁性氧化铁的纯度有很大影响。已知温度对磁性氧化铁纯度的影响如图所示,则焙烧时,温度最好控制在______℃。
(6)过程⑥若采取物理方法,可以使用______(填物质名称)分离。
(7)铝和白磷在一定条件下可以制备磷化铝(AlP),其晶胞如图所示:
①晶胞中Al的配位数是______;
②若晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数,则该晶胞的密度为______(列出表达式)。
12.工业上以高硫铝土矿(主要成分为及其它不溶性物质)为原料,冶炼铝和铜并制得绿矾的工艺流程如图:
(1)铝土矿焙烧前研磨粉碎的目的是______。
(2)焙烧Ⅱ过程中产生的污染性气体是______(填化学式),大量排放该气体造成的主要环境问题是______。
(3)滤渣A中除其它不溶性物质外还有:______。
(4)反应②的离子方程式为:______。
(5)操作A包括______、过滤、洗涤、干燥等操作。
(6)向溶液A中少量多次加入还原性铁粉,当看到______现象时停止加入铁粉,原因是______。
13.工业上以铝土矿(主要成分为,含少量、、等杂质)为主要原料制备氧化铝,流程如下:
(1)酸浸:
①为提高铝土矿的酸浸率,通常可采用的方法有_______(写出两种即可)。
②浸渣的主要成分为_______(填化学式)。
(2)氧化:用将氧化为,反应的离子方程式为_______,为证明已完全被氧化为,所需的试剂为_______。
(3)沉淀:用溶液调节pH,将、转化为氢氧化物沉淀,溶液终点pH对铝、铁沉淀率影响如图所示。
为获得较高的铝、铁沉淀率,应控制溶液pH最佳为________左右,其理由是_______。
(4)碱溶:用溶液溶解沉淀,写出发生反应的离子方程式_______,分离出的实验操作_______(填名称)。
(5)碳分:向碱溶后的溶液中通入过量气体,该反应的离子方程式为________。
三、实验题
14.镁是一种重要的金属材料,镁合金因密度小、硬度和强度都较大等优点,被广泛应用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。目前世界上60%的镁是从海水中提取出来的,其提取工艺流程如图所示。
已知:某品牌不同碱的价格
试剂 NaOH KOH
价格(元/吨) 3100 670 7000
回答下列问题:
(1)人类可以从海水中获得很多资源,下列物质无需经过化学变化就能从海水中直接获取的是________(填字母)。
A.食盐 B.淡水 C.烧碱
D.纯碱 E.溴
(2)海水和母液均可作为制取氯化镁的原料,选择母液的理由为________。
(3)根据市场上不同碱的价格,选择________(填化学式)作为沉镁试剂更能节约成本。
(4)反应④的化学方程式为________。
(5)某海水中镁的含量为,则1L海水理论上可制得的质量为________g。
(6)如图是常用于混合物的分离和提纯的装置:
粗盐的提纯应选择图________(填字母,下同)装置,若实验中为了除去粗盐中的、、等杂质离子加入试剂的顺序可以是________。
A.NaOH、、、HCl B.NaOH、、、HCl
C.、、NaOH、HCl D.、NaOH、、HCl
参考答案
1.答案:A
解析:常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等,活泼金属Na、Mg、Al等用电解法冶炼,锂的金属性介于钠和镁之间,应用电解法冶炼。故选A。
2.答案:C
解析:把铜片插入溶液中,发生的反应为,铜片表面不会出现一层铁,C错误。
3.答案:D
解析:A.焙烧时反应的化学方程式为,A项错误;
B.浸液中存在的离子为、、,加入溶液X调节溶液pH使变为白色沉淀,B项错误;
C.白色固体灼烧得到,则化合物Y为,为铝热剂用于焊接铁轨,C项错误;
D.可溶于水制得硫酸溶液,溶液X为,则可回收利用后应用于本流程,D项正确;
答案选D。
4.答案:A
解析:制备金属钠用电解熔融,B项错误;制备金属铝,电解熔融的,C项错误;制备金属铜,应用还原法,D项错误。
5.答案:B
解析:A.电解熔融氯化钠制取金属钠,同时生成氯气,A正确;
B.银是不活泼的金属,一般采用加热的方法冶炼,B错误;
C.铝的还原性大于钒,用作还原剂(铝热剂)冶炼金属V,C正确;
D.的活泼性大于,用等活泼金属为还原剂治炼,D正确;
故选B。
6.答案:C
解析:A.铝热反应放出大量的热,则操作时应戴上石棉手套和护目镜,A正确;
B.为了防止中毒,闻气体时用手轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔,该操作正确,B正确;
C.实验后,将产生的实验废液中可能含有有毒有害、腐蚀性的药品,不能仅用自来水稀释后倒入下水道,而应该集中无害处理,C错误;
D.不能在加热过程中加入碎瓷片,可停止加热,冷却后再加入碎瓷片,以防烫伤,D正确;
故答案为:C。
7.答案:D
解析:A.向溶液中加入片并振荡发生反应,说明Cu的还原性强于Fe2+,不能说明金属性,故A错误;
B.向溶液中滴加过量的溶液,反应生成和,反应中为还原剂,表现还原性,故B错误;
C.与的浓度是否相等是未知的,且AgBr与类型不相同,故无法比较AgBr与的,故C错误;
D.向淀粉水解后的溶液加入NaOH溶液调节为碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,试管中出现砖红色沉淀,说明有还原性糖生成,说明淀粉发生了水解,故D正确。
答案选D。
8.答案:C
解析:根据金属活动性顺序可知,Ag的化学性质不活泼,工业上冶炼金属Ag通常采用热分解法。故选C。
9.答案:A
解析:根据金属活动性顺序表,金属的冶炼方法可以分为:K、Ca、Na、Mg、Al的冶炼用电解法(电解熔融的化合物);Zn、Fe、Sn、Pb、Cu的冶炼用热还原法;Ag、Hg的冶炼用热分解法,从而可以知道,冶炼铝用的是电解熔融的氧化铝的方法,冶炼铁用的是热还原法,冶炼银用的是热分解法,所以A选项是正确的。
10.答案:C
解析:
11.答案:(1)增大接触面积,加快反应速率
(2)
(3)或者
(4)
(5)800
(6)磁铁
(7)①4;②
解析:(1)高硫铝土矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应快速充分;
(2)过程②通入足量空气,发生反应得到和气体,化学方程式为
。
(3)“碱浸”之后“滤液1”中含有金属元素的阴离子的化学式为或者。
(4)“滤液2”中主要的溶质的为。
(5)从图中可以看出,过程⑤的焙烧温度在800~850℃时,磁性氧化铁的纯度高,所以焙烧时,温度最好控制在800℃。
(6)四氧化三铁具有铁磁性,故过程⑥中可采取磁铁予以分离。
(7)①与Al原子距离最近的P原子有4个,Al的配位数为4;②均摊法计算该晶体的晶胞中含4个P原子,个Al原子,其晶胞体积,。
12.答案:(1)增大接触面积,使反应更充分
(2);酸雨
(3)二氧化硅、硫酸钙
(4)
(5)蒸发浓缩、降温结晶
(6)气泡冒出;氧化性,当有气泡产生代表铁离子和铜离子已经反应完全
解析:(1)铝土矿焙烧前研磨粉碎的目的是增大接触面积,使反应更充分;
(2)焙烧Ⅱ过程中产生的污染性气体是,大量排放该气体造成的主要环境问题是酸雨。
(3)滤渣A中除其它不溶性物质外还有:二氧化硅、硫酸钙;
(4)反应②的离子方程式为偏铝酸钠和二氧化碳反应:,
(5)操作A包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。
(6)向溶液A中少量多次加入还原性铁粉,当看到有气泡冒出现象时停止加入铁粉,原因是氧化性,当有气泡产生代表铁离子和铜离子已经反应完全。
13.答案:(1)研磨铝土矿、适当增加硫酸的浓度;
(2);酸性高锰酸钾溶液
(3)5.0;pH=5.0左右时铝铁的沉淀率均比较高了,再提高pH沉淀率增大不显著,且消耗更多的
(4);过滤
(5)
解析:
14.答案:(1)AB
(2)母液中氯化镁的浓度更高
(3)
(4)
(5)4.75
(6)C;BD
解析:(1)A.海水中存在大量氯化钠,可以通过改变温度或者水的量使溶质析出得到食盐不涉及化学反应,A正确;
B.海水是无机盐和水的混合物所以把其中的无机盐分离出来,即可得到淡水不涉及化学反应,B正确;
C.海水中有大量的钠离子若想得到烧碱需要加入氢氧根离子,发生化学反应,C错误;
D.海水中有大量的钠离子若想得到纯碱需要加入碳酸根离子,发生化学反应,D错误;
E.海水中有大量的溴离子若想得到溴需要加入氧化剂,将溴离子氧化为溴单质发生化学反应,E错误;
故选AB;
(2)粗盐中氯化钠的含量较高,母液中氣化镁的浓度更高,所以选择母液作为制取氯化镁的原料,答案为:母液中氯化镁的浓度更高;
(3)考虑成本问题应选择价格便宜的碱作为沉镁试剂,答案为:;
(4)反应④为电解熔融的氣化镁得到镁和氣气,答案为:;
(5)根据转化关系:
,所以,;
(6)A.此装置是蒸馏装置,A错误;
B.此装置是分液装置,B错误:
C.此装置是过滤装置,C正确:
故选C;
四个选项中符合氯化钡在碳酸钠之前加入的有BD,AC不符合,
故选BD:
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