2020-2021学年高一化学下学期苏教版（2019）必修第二册专题9金属与人类文明第一单元金属的冶炼方法课时训练

2020-2021学年高一化学第二学期苏教版（2019）必修第二册专题9金属与人类文明第一单元金属的冶炼方法课时训练
一、选择题
1．在地壳中含量排第一的金属元素是
A．铁
B．氧
C．硅
D．铝
2．下列对于金属的叙述不正确的是
A．在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸将其打磨，除去表面的氧化膜
B．将用砂纸打磨过的铝条放在酒精灯上加热至熔化，铝会滴落下来
C．铁在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热
D．金属元素在自然界中多以化合态的形式存在
3．下列有关金属及其化合物的说法正确的是
A．Na久置于空气中最终生成NaHCO3
B．金属单质在化学反应中往往体现出还原性
C．金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的
D．Mg比Al活泼，更易与NaOH溶液反应生成H2
4．下列有关物质的应用不合理的是
A．盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
B．将废铁屑加入FeCl2
溶液中，可用于除去工业废气中的
Cl2
C．铝锂合金密度低、强度高，可用于航空工业
D．氯气可用于自来水杀菌、消毒，但要控制氯气的用量，使水中余氯符合国家标准
5．下列关于碱土金属元素及其单质的叙述错误的是
A．这些元素的原子最外层都有2个电子，都容易失去2个电子达到8电子稳定结构
B．碱土金属性质活泼，在自然界都以化合态存在
C．该主族中的每一种金属元素的单质都呈亮白色，都具有良好的导电性
D．含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时都会产生绚丽的颜色，可用于制造焰火
6．下列实验不能达到实验目的的是
实验操作
实验目的
A
向某溶液中加浓溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口
检验溶液中是否存在
B
蔗糖中加入浓硫酸搅拌
验证浓硫酸的脱水性和强氧化性
C
分别与稀盐酸反应
比较的金属性强弱
D
向溶液中加入金属钠块
比较金属性：
A．A
B．B
C．C
D．D
7．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是
A．D>A>B>C
B．B>A>D>C
C．D>B>A>C
D．D>A>C>B
8．下列有关铝的叙述中正确的是
A．铝在常温下不能与O2反应
B．铝既能溶于强酸，又能溶于强碱
C．铝与氧化镁组成的混合物称为铝热剂
D．铝片放入浓H2SO4中，无明显现象，说明二者未发生反应
9．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是
A．在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝
B．用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁
C．用铝热法炼得熔点较高的金属铬
D．直接加热氧化汞得到金属汞
10．下列说法不正确的是
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程等领域
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
11．下列说法正确的是
A．工业上可用铝热反应制取镁
B．过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁
C．工业硝酸常因溶有少量的Fe3+而略显黄色
D．NO2不但能形成酸兩，在日光照射下，还能使O2经过复杂的反应生成O3
12．高炉炼铁生产中下列说法正确的是
A．还原氧化铁的还原剂是焦炭
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了除去过量碳
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿
13．按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。下列工业生产涉及的反应中最符合“原子经济性反应”的是
A．钠与氧气反应制取过氧化钠
B．氯气与石灰乳反应制取次氯酸钙
C．一氧化碳还原氧化铁冶炼铁
D．二氧化硅与焦炭反应制取粗硅
14．下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A．钢铁制品在空气中被腐蚀
B．高炉炼铁
C．用澄清石灰水检验二氧化碳
D．电解氧化铝制备金属铝
15．明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载：“煤则各处产之，臭者烧熔而闭之成石，再凿而入炉，日礁，可五日不绝火，煎矿煮石，殊为省力。”下列说法中错误的是
A．“臭者”说明煤中有挥发性物质
B．“闭之成石”时需要鼓入大量空气
C．资料显示我国劳动人民很早就掌握了用焦炭冶炼铁的方法
D．“煎矿煮石”时发生的炼铁反应属于热还原法
二、实验题
16．铝热反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等，实验室铝热反应的实验装置如图所示。
(1)该实验步骤如下：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都是四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的_______(填仪器名称)。把5
g炒干的氧化铁粉末和2
g铝粉混合均匀，放在漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。
(2)图中漏斗的材质是_______(填“玻璃”或“纸”)。
(3)镁条的作用是_______。
(4)实验现象有：
①_______；
②_______；
③_______。
(5)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是_______珠。
(6)写出该反应的化学方程式：_______；在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼_______(填字母)。
A．不活泼金属
B．较活泼金属
C．稀有金属
D．高熔点金属
三、元素或物质推断题
17．金属单质A可发生以下反应。试判断：
(1)A、B、C分别是(写化学式，B写主要成分)：A____________、B____________、C____________。
(2)写出反应③的离子方程式：_________________________________；
(3)写出铁和水蒸气在高温条件反应的化学方程式：__________________________。
四、工业流程题
18．氧化铁的用途较为广泛。工业上用废铁屑制备氧化铁的流程如图：
(1)“溶解”时主要反应的离子方程式为___。
(2)操作I的名称是___。
(3)加入NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀和CO2，则“废液“中含有的主要离子有___。
(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3，写出该反应的化学方程式___。实际生产时，产品Fe2O3中常混有FeO，为了减少FeO，“煅烧”时可以采取的措施有___(写一条)。
(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物称为铝热剂，可用于焊接铁轨。该反应的化学方程式为___。
参考答案
1．D
【详解】
地壳中含量最多的前五种元素：氧、硅、铝、铁、钙，汉字中带金字旁(汞合金)除外的属于金属元素，所以地壳中含量排第一的金属元素是铝。
答案选D。
2．B
【详解】
A．金属镁、铝易和氧气反应生成氧化物，所以在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜，故A正确；
B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，这样金属铝在氧气中加热，继续会在表面形成氧化膜，氧化铝的熔点很高，所以熔化的铝不会滴落，故B错误；
C．金属铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热，故C正确；
D．大多数金属易被氧化，金属元素在自然界中多以化合态的形式存在，故D正确；
故选B。
3．B
【详解】
A．碳酸氢钠不稳定，易分解，所以Na久置于空气中最终生成Na2CO3，A错误；
B．金属单质在化学反应中只能失去电子，被氧化，因此体现出还原性，B正确；
C．绝大多数金属性质活泼，在自然界中是以化合态形式存在的，只有少数非常不活泼的金属元素以游离态形式存在，如Au、Ag等，C错误；
D．Mg比Al活泼，但Mg与NaOH溶液不反应，D错误；
故合理选项是B。
4．A
【详解】
A．
盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，如施加熟石灰进行改良，生成CaCO3和NaOH，加重土壤的碱性和板结，故A错误；
B．
将废铁屑加入FeCl2
溶液中，2FeCl2
+Cl2=2FeCl3，2FeCl3+Fe=3FeCl2，可用于除去工业废气中的
Cl2，故B正确；
C．
铝锂合金密度低、强度高，可用于航空工业，减轻航空器自身的重量，增加强度，故C正确；
D．
氯气有毒，有强氧化性，氯气可用于自来水杀菌、消毒，但要控制氯气的用量，使水中余氯符合国家标准，故D正确；
故选A。
5．A
【详解】
A．碱土金属元素的原子最外层都有2个电子，都容易失去2个电子达到稳定结构，铍失去2个电子达到2电子稳定结构，A错误；
B．碱土金属性质较活泼，极易被氧化，所以在自然界中都以化合物的形式存在，故B正确；
C．该主族中的每一种金属元素具有金属的通性，其单质都呈亮白色，都具有良好的导电性，故C正确；
D．含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时都会产生绚丽的颜色，可用于制造焰火，故D正确；
故选A。
6．D
【详解】
A．向某溶液中加浓溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，有碱性物质生成，证明溶液中存在，反之没有存在，可以达到实验目的，故A正确；
B．蔗糖中加入浓硫酸搅拌，蔗糖变黑发生碳化生成新的物质，碳化表明浓硫酸具有脱水性，生成新的物质表明浓硫酸具有强氧化性，可以达到实验目的，故B正确；
C．分别与稀盐酸反应，可以看反应的剧烈程度和冒气泡的速度等实验现象比较的金属性强弱，可以达到实验目的，故C正确；
D．向溶液中加入金属钠块，金属钠块活泼先与溶液中水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与溶质反应生成氢氧化镁和氯化钠，不能比较金属钠与镁的活泼性，故D错误；
答案选D。
7．A
【分析】
原电池中被腐蚀的金属是活泼性强的金属；金属和相同的酸反应时，活泼性强的金属反应剧烈；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属。
【详解】
两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B为正极，所以A的活泼性大于B。金属和相同的酸反应时，活泼性强的金属反应剧烈，将A、D分别投入等浓度盐酸溶液中，D比A反应剧烈，所以D的活泼性大于A；
金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明B的活泼性大于铜。如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明铜的活动性大于C，则活泼性B＞Cu＞C；所以金属的活动性顺序为：D＞A＞B＞C，故选A。
8．B
【详解】
A．铝为活泼金属，常温下能与O2反应生成致密氧化膜，A错误；
B．铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，B正确；
C．镁比较活泼，铝不能置换出镁，C错误；
D．铝常温下在浓H2SO4中钝化，在铝表面形成致密氧化膜，发生了化学反应，D错误；
故选B。
9．A
【详解】
A．铝属于活泼金属，利用电解熔融三氧化二铝,可以得到金属铝，故A错误；
B．金属镁的活泼性较强，因此用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，而不用电解熔融的氧化镁，因为氧化镁熔点高，耗费能源较大，故B正确；
C．金属铬的熔点高，用铝热法制取熔点高的金属，故C正确；
D．汞是不活泼金属，因此直接加热氧化汞得到金属汞，故D正确。
综上所述，答案为A。
10．A
【详解】
A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，则A说法不正确；
B．钛合金、耐热合金和形状记忆合金等属于新型合金，具有质量轻，强度大，耐高温，耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、生物工程等领域，则B说法正确；
C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，则C说法正确；
D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而消除污染，则D说法正确。
本题答案A。
11．D
【详解】
A．因为镁的金属活动性比铝强，所以工业上不能用铝热反应制取镁，A不正确；
B．铁在氯气中燃烧能生成氯化铁，即便铁过量，也不会生成氯化亚铁，B不正确；
C．工业硝酸显黄色，是溶解硝酸分解生成的NO2产生的，C不正确；
D．NO2能与雨水反应生成HNO3，从而形成硝酸型酸兩，在日光照射下，经过复杂的反应还能使O2转化为O3，D正确；
故选D。
12．D
【详解】
A．焦炭发生的反应：C＋O2CO2、CO2＋C2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A错误；
B．高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.5%的生铁，不会得到纯铁，B错误；
C．加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2，
C错误；
D．磁铁矿、赤铁矿都用于冶炼生铁的矿石，D正确；
故选D。
13．A
【详解】
A．钠与氧气反应生成过氧化钠是为化合反应，除生成过氧化钠外无其他产物，符合原子经济性反应，故A正确；
B．氯气与石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，除了生成次氯酸钙外还有其他产物，不符合原子经济性反应，故B错误；
C．一氧化碳还原氧化铁反应生成铁和二氧化碳，除了生成铁外还有其他产物，不符合原子经济性反应，故C错误；
D．二氧化硅与焦炭反应生成硅和一氧化碳，除生成硅之外，还有其他产物，不符合原子经济性反应，故D错误；
故选A。
14．C
【详解】
A．钢铁制品在空气中被腐蚀，主要发生电化学腐蚀，Fe失去电子被氧化，涉及氧化还原反应，故A不选；
B．高炉炼铁的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，故B不选；
C．用澄清石灰水检验二氧化碳涉及的化学反应为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，该反应中元素化合价未变化，不属于氧化还原反应，故C选；
D．电解氧化铝制备金属铝的反应为2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑，反应过程中有元素化合价变化，属于氧化还原反应，故D不选；
故选C。
15．B
【详解】
A．“臭者”说明煤烧熔中有挥发性物质,故A正确；
B．
“闭之成石”即不需要鼓入大量空气，会使其氧化，故B错误；
C．明代方以智的《物理小识》中有关炼铁的记载，所以我国劳动人民很早就掌握了用焦炭冶炼铁的方法，故C正确；
D．“煎矿煮石”时发生的炼铁反应是以焦炭为还原剂的热还原反应，故D正确；
故答案为：B
16．蒸发皿
纸
利用镁条燃烧放出的热量促使氧化铁和铝发生剧烈反应
镁条剧烈燃烧
反应剧烈，放出大量的热，发出耀眼的光芒
纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落下
铁
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
D
【详解】
(1)根据装置图可知盛有细沙的仪器名称为蒸发皿；
(2)在进行铝热实验时，为实验安全，便于反应产生的熔融铁及氧化铝掉落至盛有细沙的蒸发皿中，图中漏斗的材质是纸质的；
(3)在点燃时Mg与空气中的氧气反应产生MgO，同时放出大量的热，为铝粉与氧化铁的混合物发生反应提供足够热量，促进铝热反应的发生；
(4)进行铝热反应时，反应现象为：①镁条剧烈燃烧；②反应剧烈，放出大量的热，发出耀眼的光芒；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落下；
(5)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠；
(6)Al与Fe2O3在高温下反应产生Al2O3、Fe，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；
在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼高熔点的金属，故合理选项是D。
17．Fe
Fe2O3
Fe3O4
Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【分析】
根据图示的反应过程，金属单质A可以和CuCl2溶液反应生成另一种金属单质D，说明金属单质A的活动性强于单质D。单质A与氧气反应生成黑色固体C，该黑色固体为Fe3O4，则单质A为Fe，根据剩余的反应过程，红棕色粉末B为Fe2O3，固体D为Cu，气体E为H2，据此答题。
【详解】
(1)根据分析，A为Fe、B为Fe2O3、C为Fe3O4；
(2)反应③的离子方程式为Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；
(3)Fe与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
18．Fe+2H+=Fe2++H2↑
过滤
、
4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
将FeCO3粉碎
Fe2O3+2Al2Fe+
Al2O3
【分析】
工业上利用废铁屑制取Fe2O3，先去除杂质，再酸溶、沉淀、煅烧。即先用稀硫酸将铁屑转化为硫酸亚铁，然后过滤分离；再用NH4HCO3溶液将Fe2+转化为FeCO3沉淀；冰水洗涤后煅烧，从而获得产品。
【详解】
(1)“溶解”时，稀硫酸将铁屑中的铁转化为硫酸亚铁和氢气，主要反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑。答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(2)操作I是将固体和溶液进行分离，所以操作名称是过滤。答案为：过滤；
(3)加入NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀和CO2，则另一产物为(NH4)2SO4，由此得出“废液“中含有的主要离子有、。答案为：、；
(4)在空气中煅烧FeCO3可得产品Fe2O3，同时生成CO2，该反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。为了减少FeO，需将内部的金属与空气充分接触，所以“煅烧”时可以采取的措施为：将FeCO3粉碎。答案为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；将FeCO3粉碎；
(5)产品Fe2O3与Al粉的混合物反应，生成Fe和Al2O3。该反应的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+
Al2O3。答案为：Fe2O3+2Al2Fe+
Al2O3。
【点睛】
煅烧固体时，常将固体粉碎，否则固体内部的物质很难发生完全转化。