人教版高中化学必修二教学资料，复习补习资料（巩固练习）：32【提高】金属矿物的开发利用
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修二教学资料，复习补习资料（巩固练习）：32【提高】金属矿物的开发利用 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 93.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-18 16:05:40 | ||
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文档简介
金属矿物的开发利用
【学习目标】
了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法； 2、了解金属回收与资源的保护方法。
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．人造光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）是盐化工生产的中间产物。以光卤石为原料制得金属镁，可有下列步骤： ①过滤 ②溶解 ③加入适量Ca(OH)2 ④蒸发 ⑤用盐酸溶解 ⑥电解熔融MgCl2 ⑦在HCl气流中强热MgCl2·6H2O晶体正确的顺序是（ ）。 A．⑤③①②④⑥⑦ B．②③①⑤④⑦⑥ C．②④①③⑦⑤⑥ D．⑤③①④②⑦⑥
2．（2019 河南省安阳市高考模拟）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MgO制备单质Mg
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
3．我国古代湿法炼铜的反应原理是（ ）。 A．CuO+H2Cu+H2O B．CuO+COCu+CO2 C．CuSO4+Fe＝Cu+ FeSO4 D．2CuO+C2Cu+ CO2↑
4．（2019 吉林市期末考）下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是（ ）。
A．2HgO2Hg+O2↑
B．4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
C．2MgO2Mg+O2↑
D．4CO+Fe3O43Fe+4CO2
5．（2019 北京市东城区期末考）用铝热法还原下列氧化物，分别制得金属各1 mol时，理论上消耗铝最少的是（ ）。 A．WO3 B．MnO2 C．FeO D．Cr2O3
6．赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑，关于该反应的说法正确的是（ ）。
A．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂 B．该反应的氧化剂只有Cu2O C．Cu既是氧化产物又是还原产物 D．每生成19.2gCu，反应中转移0.6mol电子
7．金属汞在自然界的主要矿物为辰砂（又名朱砂），其主要成分是HgS。将该矿物在空气中焙烧，把汞蒸气蒸馏出来而得到汞，反应方程式为：HgS + O2?＝ Hg + SO2，下列对于该反应的说法一定正确的是（ ）。 A．HgS只是还原剂 B．SO2只是还原产物 C．O2是氧化剂 D．Hg是氧化产物
8．（2019 云南省旧三中期末考）铝能用于冶炼金属（如：铁、钒、铬、锰等），这是因为铝（ ）。
A．具有较强的还原性 B．既能与酸反应，又能与碱反应 C．熔点低 D．导电性好
9．下列各组金属中，前者可以用热分解法制得，后者可以用氢气还原制得的是（ ）。 A．Hg；Fe B．Fe； Al C．Ag；K D．Cu；Na
10．H2作还原剂和金属作还原剂相比，有关所得金属纯度的说法正确的是（ ）。
A．用H2的高 B．用金属的高 C．二者相同 D．无法比较
11．下列矿石中可用作炼铁原料的有（ ）。
①赤铁矿；②黄铁矿；③磁铁矿；④闪锌矿；⑤菱铁矿
A．只有①和② B．只有①和③
C．有①③⑤ D．①②③⑤
12．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是 （ ）。 A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界分布无关 B．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品 C．工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al D．工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
二、非选择题
1．工业制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到纯净的是Al2O3，然后电解是Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。其中牵涉到的一个反应是：2NaAlO2+CO2+3H2O＝Na2CO3+2Al(OH)3↓。 （1）写出图示中（1）的实验操作是___________；图示中（2）加入的试剂___________。 （2）试推断物质（写化学式）B__________；C__________；H__________；F__________。 （3）写出化学方程式： ①_____________________________________________。 ②_____________________________________________。 ③_____________________________________________。 ④_____________________________________________。
2．已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3+CO2FeO+CO2 反应形成的固体混合物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用m(Fe):m(O)表示。 （1）上述固体混合物中，m(Fe):m(O)不可能是_________（多选扣分） A．21:9 B．21:7.5 C．21:6 （2）若m(Fe):m(O)=21:8，计算Fe2O3被CO还原的质量分数。 （3）设Fe2O3被CO还原的质量分数为A%，则A和混合物中m(Fe):m(O)的关系式为[用含m(Fe)、m(O)的代数式表示]A%=___________。请在图中画出表示A和m(Fe)/m(O)关系的图形。
（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2；Fe3O4+CO3FeO+CO2。 试分析反应形成的固体混合物可能的组成及相应的m(Fe):m(O)[令m(Fe):m(O)=21:a，写出a的取值范围]。将结果填入下表：
3．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取时操作过程表示如下： （1）写出②③两处所用试剂的名称②____________③____________。? （2）写出在滤液B中加入物质③的离子方程式：__________。? （3）Al2O3熔点（2045 ℃）很高，工业上用冰晶石作助熔剂，电解熔融的Al2O3，其化学方程式是____________。某冶炼铝厂以碳为电极电解时，由于温度高，阳极生成的氧气与碳发生反应。当生成54 kg铝时，阳极消耗24 kg碳，则阳极生成的CO和CO2混合气体中，CO与CO2两种气体的分子个数比为____________。
【答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】提纯光卤石得到MgCl2的步骤为：先将光卤石溶解于水，因为KCl、MgCl2均易溶于水，先后沉淀Mg2+；Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小，故加入适量的Ca(OH)2过滤后得Mg(OH)2，洗涤后溶于适量的盐酸发生反应：Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O，蒸发溶液得MgCl2·6H2O，由于加热MgCl2·6H2O的过程中，会有部分MgCl2又与H2O反应生成Mg(OH)2。而MgCl2与H2O的反应是一个可逆反应：MgCl2+2H2O==Mg(OH)2+2HCl。根据平衡移动原理在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O，使MgCl2与H2O的反应得到抑制，故能得到纯净的MgCl2。
2．D
【解析】金属的活泼性不同，冶炼方法不同，K、Ca、Na、Mg、Al等金属可用电解熔融的化合物的方法冶炼，Zn、Fe、Sn、Pb、Cu可用热还原发生冶炼；Hg、Ag可用分解法冶炼。
A．制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法，故A错误；
B．Al为活泼金属，应用电解熔融Al2O3制备，故B正确；
C．制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法，电解溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，故C错误；
D．制备单质Cu用热还原法制备，故D错误。
3．C
4．C
【解析】A．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，故A正确；
B．因Mn、W等高熔点金属可利用铝热反应产生的高温来冶炼，故B正确；
C．Mg为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，在加热条件下难以分解，故C错误；
D．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，故D正确。
5．C
【解析】根据化合价的变化判断，化合价变化的数值越小，说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少，则消耗铝的量最少。故选C。
6．A
【解析】根据反应前后元素化合价的变化可知Cu2S在反应中既作氧化剂又作还原剂，且Cu2O也是氧化剂，Cu是该反应的还原产物；从反应中可以看出每生成6molCu转移6mol电子，即生成19.2gCu时转移0.3mol电子。
7．C
【解析】根据化合价分析，HgS就是还原剂，又是氧化剂，A错误；SO2是氧化产物，B错误；Hg是还原产物，D错误。只有C对。
8．A
【解析】铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，且反应为放热反应，用于提炼难熔金属，而与导电性、熔点及两性无关。
9．A
10．A
【解析】用金属作还原剂冶炼金属，金属的用量难以控制，会残留杂质；用氢气作还原剂冶炼金属，氢气可以过量，所得到的金属纯度更高。
11．D
【解析】炼铁的原料是铁矿石，所以，必须明确各种矿石的成分，题给矿石的主要成分依次为：①Fe2O3；②FeS2；③Fe3O4；④ZnS；⑤FeCO3，而FeCO3加热发生分解：FeCO3 FeO＋CO2↑。故可用作炼铁原料的有①、②、③、⑤，选D。
12．D
【解析】选项A，Au是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu、Fe、Al等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关。选项B，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。选项C，AlCl3是共价化合物，电解熔融AlCl3得不到Al。选项D，将Cu在空气中充分燃烧后转化为CuO，CuO与稀H2SO4反应即可得到CuSO4。
二、非选择题
1．（1）过滤；Ca(OH)2； （2）NaAlO2；Fe2O3；CaCO3；Al2O3； （3）①Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O ②Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH ③2Al(OH)3Al2O3+3H2O
2．（1）AC
（2）33.3%
（3）
（4）
【解析】 （1）用极限法计算Fe2O3和FeO中m(Fe):m(O)，分别为21:9和 21:6，因反应形成固体混和物，故21:6﹤m(Fe):m(O)﹤21:9，选AC。 （2）解法一：取Fe2O3?m(Fe):m(O)＝21:9；FeO m(Fe):m(O)＝21:6 解法二：设Fe2O3原有n0?mol，还原百分率为A%，则有 （3）由化简可得，选m(Fe):m(O)从21:6到21:9之间的几个点作出下图：? （4）Fe2O3 ?Fe3O4? 8＜a＜9；
Fe3O4 ?FeO 6＜a＜8；
Fe2O3? Fe3O4? FeO 6＜a＜9
3．（1）氢氧化钠 二氧化碳 （2）AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
【学习目标】
了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法； 2、了解金属回收与资源的保护方法。
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．人造光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）是盐化工生产的中间产物。以光卤石为原料制得金属镁，可有下列步骤： ①过滤 ②溶解 ③加入适量Ca(OH)2 ④蒸发 ⑤用盐酸溶解 ⑥电解熔融MgCl2 ⑦在HCl气流中强热MgCl2·6H2O晶体正确的顺序是（ ）。 A．⑤③①②④⑥⑦ B．②③①⑤④⑦⑥ C．②④①③⑦⑤⑥ D．⑤③①④②⑦⑥
2．（2019 河南省安阳市高考模拟）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MgO制备单质Mg
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
3．我国古代湿法炼铜的反应原理是（ ）。 A．CuO+H2Cu+H2O B．CuO+COCu+CO2 C．CuSO4+Fe＝Cu+ FeSO4 D．2CuO+C2Cu+ CO2↑
4．（2019 吉林市期末考）下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是（ ）。
A．2HgO2Hg+O2↑
B．4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
C．2MgO2Mg+O2↑
D．4CO+Fe3O43Fe+4CO2
5．（2019 北京市东城区期末考）用铝热法还原下列氧化物，分别制得金属各1 mol时，理论上消耗铝最少的是（ ）。 A．WO3 B．MnO2 C．FeO D．Cr2O3
6．赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑，关于该反应的说法正确的是（ ）。
A．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂 B．该反应的氧化剂只有Cu2O C．Cu既是氧化产物又是还原产物 D．每生成19.2gCu，反应中转移0.6mol电子
7．金属汞在自然界的主要矿物为辰砂（又名朱砂），其主要成分是HgS。将该矿物在空气中焙烧，把汞蒸气蒸馏出来而得到汞，反应方程式为：HgS + O2?＝ Hg + SO2，下列对于该反应的说法一定正确的是（ ）。 A．HgS只是还原剂 B．SO2只是还原产物 C．O2是氧化剂 D．Hg是氧化产物
8．（2019 云南省旧三中期末考）铝能用于冶炼金属（如：铁、钒、铬、锰等），这是因为铝（ ）。
A．具有较强的还原性 B．既能与酸反应，又能与碱反应 C．熔点低 D．导电性好
9．下列各组金属中，前者可以用热分解法制得，后者可以用氢气还原制得的是（ ）。 A．Hg；Fe B．Fe； Al C．Ag；K D．Cu；Na
10．H2作还原剂和金属作还原剂相比，有关所得金属纯度的说法正确的是（ ）。
A．用H2的高 B．用金属的高 C．二者相同 D．无法比较
11．下列矿石中可用作炼铁原料的有（ ）。
①赤铁矿；②黄铁矿；③磁铁矿；④闪锌矿；⑤菱铁矿
A．只有①和② B．只有①和③
C．有①③⑤ D．①②③⑤
12．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是 （ ）。 A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界分布无关 B．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品 C．工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al D．工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
二、非选择题
1．工业制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到纯净的是Al2O3，然后电解是Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。其中牵涉到的一个反应是：2NaAlO2+CO2+3H2O＝Na2CO3+2Al(OH)3↓。 （1）写出图示中（1）的实验操作是___________；图示中（2）加入的试剂___________。 （2）试推断物质（写化学式）B__________；C__________；H__________；F__________。 （3）写出化学方程式： ①_____________________________________________。 ②_____________________________________________。 ③_____________________________________________。 ④_____________________________________________。
2．已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3+CO2FeO+CO2 反应形成的固体混合物（Fe2O3、FeO）中，元素铁和氧的质量比用m(Fe):m(O)表示。 （1）上述固体混合物中，m(Fe):m(O)不可能是_________（多选扣分） A．21:9 B．21:7.5 C．21:6 （2）若m(Fe):m(O)=21:8，计算Fe2O3被CO还原的质量分数。 （3）设Fe2O3被CO还原的质量分数为A%，则A和混合物中m(Fe):m(O)的关系式为[用含m(Fe)、m(O)的代数式表示]A%=___________。请在图中画出表示A和m(Fe)/m(O)关系的图形。
（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2；Fe3O4+CO3FeO+CO2。 试分析反应形成的固体混合物可能的组成及相应的m(Fe):m(O)[令m(Fe):m(O)=21:a，写出a的取值范围]。将结果填入下表：
3．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取时操作过程表示如下： （1）写出②③两处所用试剂的名称②____________③____________。? （2）写出在滤液B中加入物质③的离子方程式：__________。? （3）Al2O3熔点（2045 ℃）很高，工业上用冰晶石作助熔剂，电解熔融的Al2O3，其化学方程式是____________。某冶炼铝厂以碳为电极电解时，由于温度高，阳极生成的氧气与碳发生反应。当生成54 kg铝时，阳极消耗24 kg碳，则阳极生成的CO和CO2混合气体中，CO与CO2两种气体的分子个数比为____________。
【答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】提纯光卤石得到MgCl2的步骤为：先将光卤石溶解于水，因为KCl、MgCl2均易溶于水，先后沉淀Mg2+；Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小，故加入适量的Ca(OH)2过滤后得Mg(OH)2，洗涤后溶于适量的盐酸发生反应：Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O，蒸发溶液得MgCl2·6H2O，由于加热MgCl2·6H2O的过程中，会有部分MgCl2又与H2O反应生成Mg(OH)2。而MgCl2与H2O的反应是一个可逆反应：MgCl2+2H2O==Mg(OH)2+2HCl。根据平衡移动原理在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O，使MgCl2与H2O的反应得到抑制，故能得到纯净的MgCl2。
2．D
【解析】金属的活泼性不同，冶炼方法不同，K、Ca、Na、Mg、Al等金属可用电解熔融的化合物的方法冶炼，Zn、Fe、Sn、Pb、Cu可用热还原发生冶炼；Hg、Ag可用分解法冶炼。
A．制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法，故A错误；
B．Al为活泼金属，应用电解熔融Al2O3制备，故B正确；
C．制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法，电解溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，故C错误；
D．制备单质Cu用热还原法制备，故D错误。
3．C
4．C
【解析】A．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，故A正确；
B．因Mn、W等高熔点金属可利用铝热反应产生的高温来冶炼，故B正确；
C．Mg为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，在加热条件下难以分解，故C错误；
D．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，故D正确。
5．C
【解析】根据化合价的变化判断，化合价变化的数值越小，说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少，则消耗铝的量最少。故选C。
6．A
【解析】根据反应前后元素化合价的变化可知Cu2S在反应中既作氧化剂又作还原剂，且Cu2O也是氧化剂，Cu是该反应的还原产物；从反应中可以看出每生成6molCu转移6mol电子，即生成19.2gCu时转移0.3mol电子。
7．C
【解析】根据化合价分析，HgS就是还原剂，又是氧化剂，A错误；SO2是氧化产物，B错误；Hg是还原产物，D错误。只有C对。
8．A
【解析】铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，且反应为放热反应，用于提炼难熔金属，而与导电性、熔点及两性无关。
9．A
10．A
【解析】用金属作还原剂冶炼金属，金属的用量难以控制，会残留杂质；用氢气作还原剂冶炼金属，氢气可以过量，所得到的金属纯度更高。
11．D
【解析】炼铁的原料是铁矿石，所以，必须明确各种矿石的成分，题给矿石的主要成分依次为：①Fe2O3；②FeS2；③Fe3O4；④ZnS；⑤FeCO3，而FeCO3加热发生分解：FeCO3 FeO＋CO2↑。故可用作炼铁原料的有①、②、③、⑤，选D。
12．D
【解析】选项A，Au是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu、Fe、Al等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关。选项B，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法。选项C，AlCl3是共价化合物，电解熔融AlCl3得不到Al。选项D，将Cu在空气中充分燃烧后转化为CuO，CuO与稀H2SO4反应即可得到CuSO4。
二、非选择题
1．（1）过滤；Ca(OH)2； （2）NaAlO2；Fe2O3；CaCO3；Al2O3； （3）①Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O ②Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH ③2Al(OH)3Al2O3+3H2O
2．（1）AC
（2）33.3%
（3）
（4）
【解析】 （1）用极限法计算Fe2O3和FeO中m(Fe):m(O)，分别为21:9和 21:6，因反应形成固体混和物，故21:6﹤m(Fe):m(O)﹤21:9，选AC。 （2）解法一：取Fe2O3?m(Fe):m(O)＝21:9；FeO m(Fe):m(O)＝21:6 解法二：设Fe2O3原有n0?mol，还原百分率为A%，则有 （3）由化简可得，选m(Fe):m(O)从21:6到21:9之间的几个点作出下图：? （4）Fe2O3 ?Fe3O4? 8＜a＜9；
Fe3O4 ?FeO 6＜a＜8；
Fe2O3? Fe3O4? FeO 6＜a＜9
3．（1）氢氧化钠 二氧化碳 （2）AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-