《学霸笔记 同步精讲》专题9 第1单元 金属的冶炼方法 练习（教师版）化学苏教版必修二
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》专题9 第1单元 金属的冶炼方法 练习（教师版）化学苏教版必修二 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 134.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-11 00:00:00 | ||
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文档简介
专题9 金属与人类文明
第一单元 金属的冶炼方法
基础巩固
1.下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法错误的是( )。
A.百炼成钢——通过反复锤炼,除去铁中部分杂质,使其转化为钢
B.水滴石穿——CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C.恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D.真金不怕火炼——单质金的熔点很高
答案:D
解析:百炼成钢的原理是生铁中的碳在高温下与氧气反应生成二氧化碳,使生铁中的含碳量降低,除去铁中部分杂质,使其转化为钢,A项说法正确;水滴石穿是因为水、二氧化碳与大理石的主要成分碳酸钙反应生成易溶于水的碳酸氢钙,CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2,B项说法正确;恨铁不成钢——钢的部分性能远优于铁,C项说法正确;真金不怕火炼这句话的意思是:因为金元素的化学性质稳定,通常在高温条件下也不易与其他物质发生化学反应,且单质金的熔点不是很高,低于铁或铜的熔点,D项说法错误。
2.化学学科的发展对人类文明的进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是( )。
A.铝热反应常用于冶炼某些金属,如K、Ca、Cr、Mn等
B.工业电解熔融态的Al2O3制Al时,加冰晶石的主要作用是提高Al的产量
C.工业上可用电解熔融态的MgO来制备Mg
D.工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
答案:D
解析:铝热反应常用于冶炼还原性比Al弱的金属,故不能冶炼K、Ca等,A项错误;工业冶炼铝时,加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔化温度,节省能源,B项错误;工业上通过电解熔融MgCl2来制备Mg,C项错误;将铜粉放在稀硫酸中,不断通入空气,加热即可生成CuSO4,D项正确。
3.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是( )。
A.用焦炭高温还原SnO2可得到Sn
B.用H2还原Fe2O3可得到Fe
C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D.Ag2O直接加热分解可得到Ag
答案:C
解析:根据金属活动性顺序知,可以用高温还原法冶炼Sn,因此用焦炭高温还原SnO2可得到Sn,A项正确;根据金属活动性顺序知,可以用高温还原法冶炼Fe,因此用H2还原Fe2O3可得到Fe,B项正确;铜能够与氧气反应,Cu2S与过量O2共热产物中还含有CuO等,C项错误;银的活动性较差,工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag,D项正确。
4.下列对铝热反应的说法错误的是( )。
A.铝热剂中还原剂是铝粉
B.铝热剂是纯净物
C.铝与Fe2O3可组成铝热剂
D.铝热反应是放热反应
答案:B
解析:Al和Fe2O3可组成铝热剂,属于混合物,其中铝作还原剂,铝热反应是放热反应,故选B。
5.下列各组物质中,均能使Fe2O3还原成单质铁的是( )。
A.CO、O2、H2 B.CO、CO2、C
C.CO2、H2O、O2 D.Al、C、H2
答案:D
解析:Fe是化学性质较活泼的金属,用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下能把铁从其氧化物中还原出来。
6.某化学探究小组成员对“校运会奖牌”的成分进行三种猜想:①由纯金制成,②由金银合金制成,③由黄铜(铜锌合金)制成。为验证他们的猜想,该小组成员取制造这种金牌的材质粉末进行实验。你认为在该粉末中应加入的试剂是( )。
A.CuSO4溶液 B.稀硝酸
C.盐酸 D.AgNO3溶液
答案:B
解析:只有Zn能与CuSO4溶液、盐酸反应,金、银、铜都不与CuSO4溶液、盐酸反应,A、C项错误;金不能与硝酸反应,银能与硝酸反应,Cu、Zn都能与硝酸反应,且Cu(NO3)2溶液呈蓝色,用稀硝酸可以验证①②③三种猜想,B项正确;金、银都不与AgNO3溶液反应,不能验证①②两种猜想,D项错误。
7.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程的判断正确的是( )。
A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物
B.CO2不可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C.反应Ⅱ中的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
答案:B
解析:试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,A项错误;若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,B项正确;反应Ⅱ为向含有四羟基合铝酸根的溶液通入过量CO2,二者可以发生反应,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HC,C项错误;因Al比Fe活泼,不能用Fe置换Al,D项错误。
8.铁是应用最广泛的金属,自远古时代人类就学会了炼铁,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如下。
(1)写出得到单质铁的化学方程式: 。
(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质铁: 。
(3)装置末端气球的作用: 。实验结束时,应该先停止加热还是先停止通入CO 原因是什么 。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)取少量粉末放入试管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体,则证明生成了单质铁(答案合理即可)
(3)收集CO,防止污染空气 先停止加热,防止生成的铁再次被氧化
解析:(2)检验是否生成了单质铁,在反应结束后,待玻璃管内的固体冷却,取少量放入试管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体(H2),则证明生成了单质铁。(3)反应结束后,得到的铁还是炽热的,若先停止通入CO,会导致铁又被氧化,所以,应该先停止加热,待玻璃管内的固体冷却后,再停止通入CO。
能力提升
1.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是①2C(焦炭)+O2(空气)2CO,②2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。在该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是( )。
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
答案:D
解析:高炉炼铁的反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为可逆反应,所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需。
2.通常工业上冶炼钼的反应过程为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.MoS2煅烧产生的尾气不能直接排放
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2∶2∶3
答案:A
解析:反应①的生成物SO2对环境污染严重,不能直接排放,A项正确;根据②中生成物(NH4)2MoO4可知,该化合物属于盐,因此MoO3为酸性氧化物,对应的酸是H2MoO4,故MoO3不属于碱性氧化物,B项错误;根据反应③可知,H2MoO4是一种不溶性酸,由HCl发生复分解反应制得,故H2MoO4不是强酸,C项错误;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转移的电子数相同,因此n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2,D项错误。
3.铝土矿中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法不正确的是( )。
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价不相同
C.③中需要通入过量的二氧化碳气体
D.④进行的操作是加热,而且d是氧化铝
答案:B
解析:加入盐酸,二氧化硅不反应,需要通过过滤操作除去二氧化硅;加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀,需要通过过滤操作除去氢氧化铁,A项正确;a溶液中有AlCl3,b溶液中有Na[Al(OH)4],a、b中铝元素的化合价均为+3价,B项错误;③中要将四羟基合铝酸根离子转化为氢氧化铝,需通入二氧化碳气体,C项正确;④主要是氢氧化铝受热分解,故进行的操作为加热,D项正确。
4.下列关于金属冶炼的说法中错误的是( )。
A.人类历史上金属被发现的顺序与金属的活动性有关
B.电解法获得镁时,不可在CO2或N2中降温冷却
C.热还原法常用的还原剂有CO、H2、C、Al等
D.金属Na、Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得
答案:D
解析:性质越稳定的金属,越容易被冶炼,根据人类掌握的冶炼技术,金属的发现与金属的活动性有关,A项正确;Mg在CO2或N2中能燃烧,所以电解法获得镁时,不可在CO2或N2中降温冷却,B项正确;热还原法冶炼金属常用的还原剂有CO、H2、C、Al等,C项正确;金属Na、Mg均能通过电解熔融氯化物的方法获得,但是AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,D项错误。
5.金属材料在人类文明的发展历程中起到重要的作用。
(1)含铜矿物孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,古代人们发现孔雀石在森林大火中会变成红色的铜,该过程中含铜物质发生的主要反应的化学方程式有 、 。
(2)《天工开物》中记载了中国古代火法炼锌的工艺,将炉甘石(主要成分为ZnCO3)和煤炭饼在高温条件下反应可制得倭铅(即锌单质),反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。该反应中的还原产物为 (填化学式),生成1 mol锌单质时转移 mol电子。
(3)赤铁矿可用于高炉炼铁,其主要成分为 (填化学名称)。若赤铁矿中含有杂质SiO2,可以向高炉中加入适量 以除去杂质。某赤铁矿中含有主要成分的质量分数为60%,100 t该赤铁矿理论上可冶炼出纯铁的质量为 。
(4)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti),涉及的步骤为TiO2TiCl4Ti
反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。
答案:(1)Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ 2CuO+C2Cu+CO2↑
(2)Zn和CO 4
(3)氧化铁(或三氧化二铁) 石灰石 42 t
(4)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应
解析:(1)在森林大火中,孔雀石受热发生分解反应,反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,然后氧化铜被木炭还原为红色的铜,反应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑。
(2)反应ZnCO3+2CZn+3CO↑中,还原产物为Zn和CO,生成1 mol锌单质时转移4 mol电子。
(3)赤铁矿的主要成分为氧化铁(三氧化二铁),铁矿石中的SiO2可用石灰石除去。100 t含氧化铁质量分数为60%的赤铁矿,理论上可冶炼出纯铁的质量为100 t×60%×=42 t。
(4)反应后Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应,故应在Ar气氛中进行。
6.某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点,将实验改成以下装置,取磁性氧化铁在如图A装置中进行铝热反应,冷却后得到“铁块”混合物。
图A
图B
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引发剂,其原因是 。
(2)该铝热反应的化学方程式为 。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量,加入如图B装置,滴入足量NaOH溶液充分反应,测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量。
试回答下列问题。
①量气管在读数时必须进行的步骤是 。
②取1 g样品进行上述实验,共收集到44.8 mL气体(换算成标准状况),则铝的百分含量为 。
③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通,除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外,还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管,测出铝的百分含量将会 (填“偏大”或“偏小”)。
答案:(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
(3)①冷却至室温和调节量气管使左右液面相平 ②3.6% ③偏大
解析:(1)因为把浓硫酸加入蔗糖中发生脱水并放出大量的热,故可作引发剂。
(2)Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3,配平可得化学方程式:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。
(3)①因为气体的体积受温度和压强影响,所以量气管在读数时必须进行的步骤是:冷却至室温和调节量气管使左右液面相平。
②根据Al与NaOH溶液反应的化学方程式:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑, m(Al)=n(Al)·M(Al)=n(H2)·M(Al)==0.036 g,则铝的百分含量为×100%=3.6%。
③如果装置没有橡胶管,造成气体读数偏大,则铝的百分含量将会偏大。
6
第一单元 金属的冶炼方法
基础巩固
1.下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理,下列有关说法错误的是( )。
A.百炼成钢——通过反复锤炼,除去铁中部分杂质,使其转化为钢
B.水滴石穿——CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C.恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D.真金不怕火炼——单质金的熔点很高
答案:D
解析:百炼成钢的原理是生铁中的碳在高温下与氧气反应生成二氧化碳,使生铁中的含碳量降低,除去铁中部分杂质,使其转化为钢,A项说法正确;水滴石穿是因为水、二氧化碳与大理石的主要成分碳酸钙反应生成易溶于水的碳酸氢钙,CO2+H2O+CaCO3Ca(HCO3)2,B项说法正确;恨铁不成钢——钢的部分性能远优于铁,C项说法正确;真金不怕火炼这句话的意思是:因为金元素的化学性质稳定,通常在高温条件下也不易与其他物质发生化学反应,且单质金的熔点不是很高,低于铁或铜的熔点,D项说法错误。
2.化学学科的发展对人类文明的进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是( )。
A.铝热反应常用于冶炼某些金属,如K、Ca、Cr、Mn等
B.工业电解熔融态的Al2O3制Al时,加冰晶石的主要作用是提高Al的产量
C.工业上可用电解熔融态的MgO来制备Mg
D.工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
答案:D
解析:铝热反应常用于冶炼还原性比Al弱的金属,故不能冶炼K、Ca等,A项错误;工业冶炼铝时,加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔化温度,节省能源,B项错误;工业上通过电解熔融MgCl2来制备Mg,C项错误;将铜粉放在稀硫酸中,不断通入空气,加热即可生成CuSO4,D项正确。
3.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是( )。
A.用焦炭高温还原SnO2可得到Sn
B.用H2还原Fe2O3可得到Fe
C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D.Ag2O直接加热分解可得到Ag
答案:C
解析:根据金属活动性顺序知,可以用高温还原法冶炼Sn,因此用焦炭高温还原SnO2可得到Sn,A项正确;根据金属活动性顺序知,可以用高温还原法冶炼Fe,因此用H2还原Fe2O3可得到Fe,B项正确;铜能够与氧气反应,Cu2S与过量O2共热产物中还含有CuO等,C项错误;银的活动性较差,工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag,D项正确。
4.下列对铝热反应的说法错误的是( )。
A.铝热剂中还原剂是铝粉
B.铝热剂是纯净物
C.铝与Fe2O3可组成铝热剂
D.铝热反应是放热反应
答案:B
解析:Al和Fe2O3可组成铝热剂,属于混合物,其中铝作还原剂,铝热反应是放热反应,故选B。
5.下列各组物质中,均能使Fe2O3还原成单质铁的是( )。
A.CO、O2、H2 B.CO、CO2、C
C.CO2、H2O、O2 D.Al、C、H2
答案:D
解析:Fe是化学性质较活泼的金属,用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下能把铁从其氧化物中还原出来。
6.某化学探究小组成员对“校运会奖牌”的成分进行三种猜想:①由纯金制成,②由金银合金制成,③由黄铜(铜锌合金)制成。为验证他们的猜想,该小组成员取制造这种金牌的材质粉末进行实验。你认为在该粉末中应加入的试剂是( )。
A.CuSO4溶液 B.稀硝酸
C.盐酸 D.AgNO3溶液
答案:B
解析:只有Zn能与CuSO4溶液、盐酸反应,金、银、铜都不与CuSO4溶液、盐酸反应,A、C项错误;金不能与硝酸反应,银能与硝酸反应,Cu、Zn都能与硝酸反应,且Cu(NO3)2溶液呈蓝色,用稀硝酸可以验证①②③三种猜想,B项正确;金、银都不与AgNO3溶液反应,不能验证①②两种猜想,D项错误。
7.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程的判断正确的是( )。
A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物
B.CO2不可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C.反应Ⅱ中的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
答案:B
解析:试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,A项错误;若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,B项正确;反应Ⅱ为向含有四羟基合铝酸根的溶液通入过量CO2,二者可以发生反应,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HC,C项错误;因Al比Fe活泼,不能用Fe置换Al,D项错误。
8.铁是应用最广泛的金属,自远古时代人类就学会了炼铁,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如下。
(1)写出得到单质铁的化学方程式: 。
(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质铁: 。
(3)装置末端气球的作用: 。实验结束时,应该先停止加热还是先停止通入CO 原因是什么 。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)取少量粉末放入试管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体,则证明生成了单质铁(答案合理即可)
(3)收集CO,防止污染空气 先停止加热,防止生成的铁再次被氧化
解析:(2)检验是否生成了单质铁,在反应结束后,待玻璃管内的固体冷却,取少量放入试管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体(H2),则证明生成了单质铁。(3)反应结束后,得到的铁还是炽热的,若先停止通入CO,会导致铁又被氧化,所以,应该先停止加热,待玻璃管内的固体冷却后,再停止通入CO。
能力提升
1.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是①2C(焦炭)+O2(空气)2CO,②2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。在该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是( )。
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
答案:D
解析:高炉炼铁的反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为可逆反应,所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需。
2.通常工业上冶炼钼的反应过程为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.MoS2煅烧产生的尾气不能直接排放
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2∶2∶3
答案:A
解析:反应①的生成物SO2对环境污染严重,不能直接排放,A项正确;根据②中生成物(NH4)2MoO4可知,该化合物属于盐,因此MoO3为酸性氧化物,对应的酸是H2MoO4,故MoO3不属于碱性氧化物,B项错误;根据反应③可知,H2MoO4是一种不溶性酸,由HCl发生复分解反应制得,故H2MoO4不是强酸,C项错误;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转移的电子数相同,因此n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2,D项错误。
3.铝土矿中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法不正确的是( )。
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价不相同
C.③中需要通入过量的二氧化碳气体
D.④进行的操作是加热,而且d是氧化铝
答案:B
解析:加入盐酸,二氧化硅不反应,需要通过过滤操作除去二氧化硅;加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀,需要通过过滤操作除去氢氧化铁,A项正确;a溶液中有AlCl3,b溶液中有Na[Al(OH)4],a、b中铝元素的化合价均为+3价,B项错误;③中要将四羟基合铝酸根离子转化为氢氧化铝,需通入二氧化碳气体,C项正确;④主要是氢氧化铝受热分解,故进行的操作为加热,D项正确。
4.下列关于金属冶炼的说法中错误的是( )。
A.人类历史上金属被发现的顺序与金属的活动性有关
B.电解法获得镁时,不可在CO2或N2中降温冷却
C.热还原法常用的还原剂有CO、H2、C、Al等
D.金属Na、Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得
答案:D
解析:性质越稳定的金属,越容易被冶炼,根据人类掌握的冶炼技术,金属的发现与金属的活动性有关,A项正确;Mg在CO2或N2中能燃烧,所以电解法获得镁时,不可在CO2或N2中降温冷却,B项正确;热还原法冶炼金属常用的还原剂有CO、H2、C、Al等,C项正确;金属Na、Mg均能通过电解熔融氯化物的方法获得,但是AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,D项错误。
5.金属材料在人类文明的发展历程中起到重要的作用。
(1)含铜矿物孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,古代人们发现孔雀石在森林大火中会变成红色的铜,该过程中含铜物质发生的主要反应的化学方程式有 、 。
(2)《天工开物》中记载了中国古代火法炼锌的工艺,将炉甘石(主要成分为ZnCO3)和煤炭饼在高温条件下反应可制得倭铅(即锌单质),反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。该反应中的还原产物为 (填化学式),生成1 mol锌单质时转移 mol电子。
(3)赤铁矿可用于高炉炼铁,其主要成分为 (填化学名称)。若赤铁矿中含有杂质SiO2,可以向高炉中加入适量 以除去杂质。某赤铁矿中含有主要成分的质量分数为60%,100 t该赤铁矿理论上可冶炼出纯铁的质量为 。
(4)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti),涉及的步骤为TiO2TiCl4Ti
反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。
答案:(1)Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ 2CuO+C2Cu+CO2↑
(2)Zn和CO 4
(3)氧化铁(或三氧化二铁) 石灰石 42 t
(4)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应
解析:(1)在森林大火中,孔雀石受热发生分解反应,反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,然后氧化铜被木炭还原为红色的铜,反应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑。
(2)反应ZnCO3+2CZn+3CO↑中,还原产物为Zn和CO,生成1 mol锌单质时转移4 mol电子。
(3)赤铁矿的主要成分为氧化铁(三氧化二铁),铁矿石中的SiO2可用石灰石除去。100 t含氧化铁质量分数为60%的赤铁矿,理论上可冶炼出纯铁的质量为100 t×60%×=42 t。
(4)反应后Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应,故应在Ar气氛中进行。
6.某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点,将实验改成以下装置,取磁性氧化铁在如图A装置中进行铝热反应,冷却后得到“铁块”混合物。
图A
图B
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引发剂,其原因是 。
(2)该铝热反应的化学方程式为 。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量,加入如图B装置,滴入足量NaOH溶液充分反应,测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量。
试回答下列问题。
①量气管在读数时必须进行的步骤是 。
②取1 g样品进行上述实验,共收集到44.8 mL气体(换算成标准状况),则铝的百分含量为 。
③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通,除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外,还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管,测出铝的百分含量将会 (填“偏大”或“偏小”)。
答案:(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
(3)①冷却至室温和调节量气管使左右液面相平 ②3.6% ③偏大
解析:(1)因为把浓硫酸加入蔗糖中发生脱水并放出大量的热,故可作引发剂。
(2)Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3,配平可得化学方程式:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。
(3)①因为气体的体积受温度和压强影响,所以量气管在读数时必须进行的步骤是:冷却至室温和调节量气管使左右液面相平。
②根据Al与NaOH溶液反应的化学方程式:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑, m(Al)=n(Al)·M(Al)=n(H2)·M(Al)==0.036 g,则铝的百分含量为×100%=3.6%。
③如果装置没有橡胶管,造成气体读数偏大,则铝的百分含量将会偏大。
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