金版學(xué)案2016_2017學(xué)年高中化學(xué)第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用檢測(cè)新人教版必修.doc

第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時(shí) 金屬礦物的開發(fā)利用1從石器、青銅器到鐵器時(shí)代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了3種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限。這3種金屬的應(yīng)用之所以有先后，主要取決于()A金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B金屬在地殼中的含量多少C金屬的化合價(jià)高低 D金屬的活動(dòng)性大小解析：金屬活動(dòng)性順序中，越靠后的金屬出現(xiàn)的年代越早，越靠前的金屬出現(xiàn)得越晚，說明金屬越活潑，越難冶煉。答案：D2下列對(duì)鋁熱反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是()A鋁熱劑中還原劑是鋁粉B鋁熱劑是純凈物C鋁與Fe2O3可組成鋁熱劑D鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)解析：Al和Fe2O3可組成鋁熱劑，屬于混合物，其中鋁作還原劑，鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)。答案：B3下列各組物質(zhì)中，均能使Fe2O3還原成單質(zhì)鐵的是()ACO、O2、H2 BCO、CO2、CCCO2、H2O、O2 DAl、C、H2解析：Fe是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，用強(qiáng)還原劑(如Al、C、H2、CO等)在一定條件下都能把鐵從其氧化物中還原出來。答案：D4鋁能用于冶煉難熔的金屬(如Fe、Mn等)，這是因?yàn)殇X()A具有兩性B導(dǎo)電性好C熔點(diǎn)低D還原性強(qiáng)及反應(yīng)中放出大量的熱解析：鋁能夠與某些高熔點(diǎn)的金屬氧化物(如Fe2O3、MnO2、V2O5等)組成鋁熱劑，利用鋁的強(qiáng)還原性及冶煉反應(yīng)中放出大量熱，使難熔金屬熔化而分離出來。答案：D5下列化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的是()可以電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉 可以將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂用電解法冶煉鋁時(shí)，原料是氯化鋁高爐煉鐵的反應(yīng)是放熱的，故無須加熱A BC D解析：鈉特別活潑，投入MgCl2溶液時(shí)先與水反應(yīng)生成NaOH和H2，接著生成Mg(OH)2沉淀，錯(cuò)誤；冶煉鋁使用的是Al2O3，錯(cuò)誤；高爐煉鐵中所發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但是仍需要高溫條件，錯(cuò)誤。答案：D6冶煉金屬常用以下幾種方法：以C、CO或H2做還原劑的熱還原法利用鋁熱反應(yīng)原理還原的鋁熱法電解法熱分解法下列金屬各采用哪種方法還原最佳(用序號(hào)填寫下列空白)：(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬_。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬_。(3)Hg、Ag等不活潑金屬_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬_。 解析：非?；顫姷慕饘伲鏝a、Mg、Al用電解法冶煉，不活潑的金屬，如Hg、Ag用熱分解法冶煉，較活潑的金屬，如Fe、Zn、Cu用熱還原法冶煉，難熔金屬如V、Cr、Mn、W等用鋁熱反應(yīng)冶煉。答案：(1)(2)(3)(4) (時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括6個(gè)小題，每小題8分，共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1下列說法中，不正確的是()A金屬的冶煉，就是利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來B冶煉金屬時(shí)，必須加入一種物質(zhì)作為還原劑C金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是被還原D金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得越早，其活動(dòng)性一般越弱解析：金屬的冶煉是將金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，A項(xiàng)正確；有的金屬化合物在發(fā)生氧化還原反應(yīng)冶煉金屬時(shí)，自身既作氧化劑又作還原劑，不需要另加還原劑，如HgO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬元素在化合物中一定顯正價(jià)，當(dāng)變成金屬單質(zhì)后，化合價(jià)就變?yōu)?，所以是被還原，C項(xiàng)正確；金屬被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得早，說明該金屬越容易被還原，從而也說明金屬的活動(dòng)性越弱，D項(xiàng)正確。答案：B2下列化學(xué)反應(yīng)在金屬冶煉工業(yè)中還沒有得到應(yīng)用的是()A2NaCl(熔融)2NaCl2BAl2O33C2Al3COCFe2O33CO2Fe3CO2D2Ag2O4AgO2解析：目前金屬鋁的制備方法是電解氧化鋁，其他選項(xiàng)中所涉及的內(nèi)容均符合理論和生產(chǎn)實(shí)際。答案：B3目前工業(yè)上冶煉鋁通常采用的方法是()ACO或H2還原法 B鋁熱反應(yīng)法C電解法 D熱分解法解析：目前工業(yè)上冶煉金屬鋁采用的是電解熔融的Al2O3來得到金屬鋁。答案：C4下列關(guān)于鋁熱反應(yīng)2AlFe2O3Al2O32Fe的說法不正確的是()A該反應(yīng)中Al作還原劑B該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量比為12C該反應(yīng)中冶煉1 mol Fe轉(zhuǎn)移2 mol電子D該反應(yīng)可用于焊接鋼軌解析：由題中化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中Fe元素的化合價(jià)由3價(jià)降為0價(jià)，則冶煉1 mol Fe應(yīng)轉(zhuǎn)移3 mol電子。答案：C5氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是()A電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應(yīng)中，鈉離子被還原，氯離子被氧化B濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9 mol eD鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化解析：Fe3O4中3個(gè)Fe共顯8價(jià)，故1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移8 mol e，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C6用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1 mol，消耗鋁最少的是()AMnO2 BWO3CCr2O3 DCo3O4解析：用鋁熱法還原金屬氧化物時(shí)，Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，顯然，在氧化物中金屬化合價(jià)越高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需獲得的電子越多，消耗鋁越多；金屬化合價(jià)越低，得電子數(shù)越小，消耗鋁越少。以上金屬氧化物中金屬的化合價(jià)分別為：Mn(4)、W(6)、Cr(3)、Co。Co化合價(jià)最低，消耗鋁最少。答案：D二、非選擇題(本題包括3個(gè)小題，共52分)7(17分)下圖是一氧化碳還原鐵的氧化物的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題：(1)判斷硬質(zhì)玻璃管中已開始發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是_；反應(yīng)過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象是_。(2)在A處點(diǎn)燃時(shí)可見淡藍(lán)色火焰的原因是_。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)正確的操作是_。先停止通入CO先熄滅酒精燈，并繼續(xù)通入CO熄滅酒精燈，同時(shí)停止通入CO先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入CO，并點(diǎn)燃排出的CO氣體解析：(1)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)：3COFe2O3Fe3CO2，故硬質(zhì)玻璃管中紅棕色固體變黑。(2)CO有毒，污染環(huán)境，應(yīng)在A處點(diǎn)燃。(3)實(shí)驗(yàn)過程中若先停止通CO，則生成的鐵可能被氧化，而且可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象，故應(yīng)先熄滅酒精燈，繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻。答案：(1)B中澄清石灰水變渾濁玻璃管里的粉末由紅棕色逐漸變黑，B中澄清石灰水變渾濁(2)從A導(dǎo)管逸出的尾氣中有未反應(yīng)的CO，而CO燃燒時(shí)，火焰呈淡藍(lán)色(3)8(17分)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究，對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/6602 0541 5351 565沸點(diǎn)/2 4672 9802 750(1)某同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物可能是鐵鋁合金。理由是_。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)用的試劑是_，反應(yīng)的離子方程式是_。(3)實(shí)驗(yàn)室欲溶解該熔融物，下列試劑中最好選用_(填字母)。A濃硫酸 B稀硫酸C稀硝酸 D濃硝酸E氫氧化鈉溶液解析：(1)根據(jù)表中所列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知鋁的熔點(diǎn)低于鐵的熔點(diǎn)，故當(dāng)鐵熔化時(shí)，適當(dāng)?shù)匿X與鐵熔合在一起形成鋁鐵合金。(2)要證明鐵鋁合金中有鋁，選擇NaOH溶液。(3)要溶解鐵鋁合金，選擇稀H2SO4為宜，因?yàn)闈釮2SO4、濃HNO3使Fe、Al鈍化，與稀HNO3的反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物污染環(huán)境，NaOH溶液不溶解鐵。答案：(1)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，故熔融物可能是液態(tài)的鐵鋁熔合形成的合金(2)NaOH溶液2Al2H2O2OH=2AlO3H2(3)B9(18分)金屬鈦具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)，并逐步進(jìn)入了化工、船舶、汽車、體育器材，醫(yī)療等民用領(lǐng)域，并顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α＿€原法是工業(yè)上冶煉鈦常用方法之一，該方法是以金紅石(主要含TiO2)或TiO2為原料來制取，其主要工藝流程如下：試回答下列問題：(1)已知反應(yīng)通常在800900 的條件下進(jìn)行，產(chǎn)物中有一種可燃性無色氣體，其中當(dāng)有1 mol Cl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑的物質(zhì)的量為_mol。(2)反應(yīng)通常在800 的條件下進(jìn)行，通入氬氣的目的是_；分離反應(yīng)的產(chǎn)物所得到的海綿鈦中?；煊猩倭侩s質(zhì)，應(yīng)如何除去雜質(zhì)？_(簡(jiǎn)述操作過程)。(3)在上述工藝流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_。解析：(1)反應(yīng)的反應(yīng)物為TiO2、C、Cl2，結(jié)合流程圖知有TiCl4生成，利用原子守恒及題給信息可知另一氣體產(chǎn)物是CO，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO22C2Cl2TiCl42CO，在反應(yīng)中碳被Cl2氧化，當(dāng)有1 mol Cl2完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的還原劑(C)的物質(zhì)的量為1 mol。(2)反應(yīng)中反應(yīng)物Mg以及產(chǎn)物Ti在高溫下都易被空氣中的氧氣氧化，所以通入氬氣的目的