第8章　化学与可持续发展 分层作业20　金属矿物的开发利用--2025人教版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025人教版化学必修第二册
分层作业20　金属矿物的开发利用
A 级　必备知识基础练
题组1.金属冶炼的原理与方法
1.(2024·陕西安康高一期末)下表中金属的冶炼原理与方法不正确的是(　　)
选项 冶炼原理 方法
A Cu2S+O22Cu+SO2 热分解法
B 2HgO2Hg+O2↑ 热分解法
C 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 电解法
D Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 热还原法
2.(2024·辽宁锦州高一期末)下列有关金属冶炼的说法错误的是(　　)
①金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来
②可以采用加热分解氧化银的方法制取单质银
③可以采用电解熔融氯化铝的方法制取单质铝
④铝热反应的原理是利用铝作还原剂,置换出相对不活泼的金属
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
3.(2024·甘肃兰州高一期末)冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜。现代有(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是(　　)
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②
C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
4.(2024·江苏盐城高一期中)下列有关金属冶炼的说法中不正确的是(　　)
A.金属冶炼的先后,主要取决于金属的活泼性强弱
B.炼铁时,加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅
C.金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程
D.工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁
题组2.金属的冶炼过程及分析
5.(2024·湖北宜昌高一期末)在明代宋应星所著的《天工开物》中有关于火法炼锌的工艺记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出。……即倭铅也……以其似铅而性猛,故名之曰‘倭’云。”(注:炉甘石的主要成分是碳酸锌)下列说法错误的是(　　)
A.“泥罐”为密闭容器,有保温隔热效果,有利于达到反应所需高温
B.“煤炭饼”既作燃料又作还原剂,该金属的冶炼方法属于热还原法
C.在“冷定”过程中,为防止金属被空气氧化,应将泥罐封口
D.古人把锌称为“倭铅”是因为锌和铅的化学性质相同
6.(2024·内蒙古呼和浩特高一期末)Na、Mg、Ca、Al常用作冶炼金属的还原剂,例如:①工业冶炼金属钾的反应原理是Na+KClK↑+NaCl;②工业冶炼金属铷的反应原理是2RbCl+CaCaCl2+2Rb↑,下列说法不正确的是(　　)
A.铝作还原剂冶炼相对不活泼的金属的反应称之为铝热反应
B.该冶炼方法属于热还原法
C.①中反应无法说明钠元素的金属性强于钾元素
D.①中反应中可以选KCl水溶液
7.(2024·山东临沂高一期末)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+3O22PbO+2SO2。③制粗铅:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是(　　)
A.浮选法富集方铅矿的过程属于物理变化
B.将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要12 g碳
C.方铅矿焙烧反应中,PbS作还原剂,还原产物只有PbO
D.整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移2 mol电子
B 级　关键能力提升练
8.(2024·广东湛江高一期末)古文献《余冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3·Pb(OH)2]的制法有如下描述:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣,化弗白者,炒为黄丹(Pb3O4),黄丹渣为密陀僧(PbO)。”下列说法不正确的是(　　)
A.胡粉难溶于水
B.铅块化为胡粉的过程中发生了氧化还原反应
C.黄丹(Pb3O4)的化学式也可表示为PbO·Pb2O3
D.密陀僧与炭粉高温加热又可以制得铅
9.(2024·河北唐山高一期末)工业上冶炼钼的化学反应过程为:
①2MoS2+7O22MoO3+4SO2
②MoO3+2NH3·H2O(NH4)2MoO4+H2O
③(NH4)2MoO4+2HClH2MoO4↓+2NH4Cl
④H2MoO4MoO3+H2O
⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼
则下列说法中正确的是(　　)
A.煅烧MoS2产生的尾气可直接排放
B.MoO3是金属氧化物,也是碱性氧化物
C.H2MoO4是一种强酸
D.利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2
10.(2024·山西吕梁高一期末)以下是工业上以铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)的主要反应:
①4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2□+8CO2;
②2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O。
下列说法正确的是(　　)
A.反应①和②均为氧化还原反应
B.反应①的氧化剂是O2,还原剂是FeO·Cr2O3
C.□内物质是Fe3O4
D.生成1 mol Na2Cr2O7时共转移6 mol电子
11.(教材改编题)蓝铜矿主要含2CuCO3·Cu(OH)2,还含有少量Fe、Si的化合物,与焦炭在高温下生成铜、二氧化碳和水。工业上以蓝铜矿为原料制备Cu及CaCO3,具体方法步骤如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.检验溶液A中含有的Fe2+可选用酸性KMnO4溶液
B.从溶液C中获得Cu,可加入活泼金属或采用电解法
C.制备CaCO3时,要向CaCl2溶液中先通入CO2后通入NH3
D.蓝铜矿与焦炭在高温下发生的反应为
2[2CuCO3·Cu(OH)2]+3C6Cu+7CO2↑+2H2O
C 级　学科素养拔高练
12.(2024·湖北高中名校联盟联考)人类的生产和生活都离不开金属。
(一)金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼部分金属的先后顺序从左到右如图所示:
(1)由图可知人类最早使用的合金是　　　　　;通过敲打可将金属材料打制成不同的形状,是利用了金属的　　　　　　性。
(2)铝的利用距今100多年,现在铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,原因是
(用化学方程式表示)。
(二)实验室探究铜的冶炼
已知:H2+CuOCu+H2O。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液,某兴趣小组对此开展如下探究。设计如图实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
(3)图中制取氢气的离子方程式为 　。
(4)实验开始时,　　　　　(填字母)。
A.先向长颈漏斗中加稀硫酸,后点酒精灯
B.先点燃酒精灯加热,后向长颈漏斗中加稀硫酸
(5)取反应后的红色固体置于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到　　　　　　,证明固体产物有Cu2O。
答案：
1.A　解析 A项中反应不是分解反应,不是热分解法制取金属,A错误;加热氧化汞得到汞和氧气,属于热分解法,B正确;电解熔融氧化铝得到铝和氧气,该方法是电解法,C正确;铝还原氧化铁得到铁是热还原法,D正确。
2.B　解析 金属的冶炼都是把金属从化合物中还原出来,①错误;银的活泼性较弱,常采用加热分解氧化银的方法制取单质银,②正确;氯化铝是共价化合物,常采用电解熔融氧化铝的方法制取单质铝,③错误;铝热反应的原理是利用铝作还原剂,置换出比Al活泼性弱的金属,④正确。
3.B　解析 选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中存在的状态及金属的活泼性。(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是(Ⅰ)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,C+2CuO2Cu+CO2↑,符合①;(Ⅱ)Fe+CuSO4FeSO4+Cu,符合③;(Ⅲ)2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr,符合③;(Ⅳ)先从光卤石中提取MgCl2,再电解熔融MgCl2,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,符合④。
4.D　解析 金属活泼性越强越难冶炼,金属活泼性越弱,越容易冶炼,故金属的冶炼先后主要取决于金属的活泼性强弱,A正确;炼铁时,石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙,从而除去铁矿石中的二氧化硅,B正确;金属冶炼就是金属化合物变为金属单质的过程,就是金属得电子被还原的过程,C正确;工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁,不能在水溶液中进行,D错误。
5.D　解析 “泥罐”为密闭容器,有保温隔热效果,给“泥罐”加热,有利于达到反应所需高温,为反应提供足够的反应温度,A正确;“煤炭饼”既作燃料又作还原剂,燃料燃烧产生高温,为金属冶炼提供足够的温度,在高温下C与金属化合物发生反应产生金属单质及CO2,故该金属的冶炼方法属于热还原法,B正确;在“冷定”过程中,将泥罐封口可以使其缓慢降温,避免在高温下金属与空气接触而被空气中的氧气氧化变为氧化物,C正确;古人把锌称为“倭铅”是因为锌和铅的外观相似,化学性质也相似,但相对来说Zn更活泼一些,D错误。
6.D　解析 铝热反应的原理是利用铝作还原剂置换出相对不活泼的金属,A正确;该反应为氧化还原反应,该冶炼方法属于热还原法,B正确;①中反应生成钾气体逸出,导致反应能够进行,不能说明钠的金属性强于钾,C正确;钠能与水反应,①中反应不能选KCl水溶液,D错误。
7.A　解析 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,A正确;将1 mol PbS冶炼成Pb的过程中,根据化学方程式得出2PbS~2PbO~C~2Pb,则1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 mol碳,即需要6 g碳,B错误;方铅矿焙烧反应2PbS+3O22PbO+2SO2中,PbS中S元素化合价升高,作还原剂,O元素化合价降低,还原产物有PbO和SO2,C错误;整个冶炼过程中,根据Pb原子守恒,1 mol PbS转化为1 mol PbO转移电子6 mol,1 mol PbO转化为1 mol Pb转移电子2 mol,所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子,D错误。
8.C　解析 胡粉的主要成分2PbCO3·Pb(OH)2属于难溶物质,A正确;铅块化为胡粉的过程中Pb的化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;Pb3O4中Pb的化合价为+2和+4,黄丹(Pb3O4)的化学式也可表示为2PbO·PbO2,C错误;密陀僧的成分为PbO,故其与炭粉在高温下发生反应2PbO+C2Pb+CO2↑,又可以制得铅,D正确。
9.D　解析 生成物SO2对环境污染严重,不能直接排放,A错误;根据②中生成物(NH4)2MoO4可知,该化合物属于盐,对应的酸是H2MoO4,故MoO3不属于碱性氧化物,B错误;根据反应③可知H2MoO4是一种不溶性酸,故H2MoO4不可能是强酸,C错误;1 mol H2、1 mol CO和1 mol Al作还原剂时,失去电子的物质的量分别为2 mol、2 mol和3 mol,还原等量的MoO3转移电子数相同,此时n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2,D正确。
10.B　解析 反应②不是氧化还原反应,根据质量守恒可知□内物质应为Fe2O3,生成1 mol Na2Cr2O7(反应①生成2 mol Na2CrO4)时共转移7 mol电子。
11.C　解析 由于Fe2+具有还原性,KMnO4具有氧化性,可以用酸性KMnO4溶液来检验溶液A中的Fe2+,A正确;溶液C中含有Cu2+,可加入活泼金属置换出铜,也可电解得到铜,B正确;CO2微溶于水,NH3易溶于水,且HCl的酸性强于H2CO3,CO2与CaCl2溶液不能直接反应,故制备CaCO3时,要向CaCl2溶液中先通入NH3后通入CO2,C错误;蓝铜矿与焦炭在高温下反应生成铜、二氧化碳和水,结合原子守恒和得失电子守恒可得该反应的化学方程式为2[2CuCO3·Cu(OH)2]+3C6Cu+7CO2↑+2H2O,D正确。
12.答案 (1)青铜　延展
(2)4Al+3O22Al2O3
(3)Zn+2H+Zn2++H2↑
(4)A　(5)溶液变蓝
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