2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第4章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第1節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時金屬礦物的開發(fā)利用課后限時作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE7-第1課時金屬礦物的開發(fā)利用考點對應(yīng)題號基本目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)1.金屬的存在及冶煉1,2,5112.鋁熱反應(yīng)3,4,810,123.綜合應(yīng)用6,79,13[基本目標(biāo)]1．下列關(guān)于金屬在自然界中存在形態(tài)的說法不正確的是()A．地殼中含量最高的金屬是鐵，其次是鋁B．鋁在自然界中主要存在于鋁土礦(主要成分是氧化鋁)中C．鐵主要存在于鐵礦石(磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦等)中D．金、鉑等不活潑的金屬以游離態(tài)形式存在A解析地殼中含量最高的金屬是鋁，其次是鐵。金屬在自然界中的存在形態(tài)與其化學(xué)活動性有關(guān)，化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬鋁、鐵等在自然界中以化合態(tài)存在，汞、金、鉑等化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬在自然界中以游離態(tài)存在。2．明代《天工開物》中記載：“凡鑄錢每十斤，紅銅居六七，倭鉛(鋅的古稱)居三四?！毕铝薪饘俚囊睙捲砼c倭鉛相同的是()A．Na B．AgC．Mg D．FeD解析倭鉛指的是鋅，冶煉鋅采納熱還原法。冶煉金屬鈉采納電解法，A項錯誤；冶煉銀采納加熱分解氧化物法，B項錯誤；冶煉鎂采納電解法，C項錯誤；冶煉鐵采納熱還原法，D項正確。3．下列金屬：①鐵②鎂③錳④釩⑤鉻，可用鋁熱法制備的有()A．①②④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤C解析鋁熱法冶煉金屬利用的是Al的還原性及反應(yīng)過程中放出大量的熱，可用于金屬活動性比Al弱的金屬的冶煉，題目給出的五種金屬中只有Mg的活動性比Al的強，不能用鋁熱法制備。4．能用鋁作原料來冶煉難熔的金屬是因為()A．鋁的密度小，熔點較低B．鋁在空氣中燃燒放出大量的熱C．鋁在金屬活動性依次表中排在較前面D．鋁具有還原性，發(fā)生鋁熱反應(yīng)時放出大量熱D解析利用鋁來冶煉難熔的金屬是利用鋁熱反應(yīng)來進行的。在鋁熱反應(yīng)中，鋁表現(xiàn)出還原性，可置換出其他金屬；另外鋁熱反應(yīng)還有一個特點就是反應(yīng)能放出大量的熱，可使置換出的金屬熔化，達到冶煉的目的。5．下列說法正確的是()A．金屬的冶煉原理，就是依據(jù)金屬活動性的不同，選取不同的冶煉方法B．冶煉金屬時，必需加入一種物質(zhì)作為還原劑C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，可能被還原，也可能被氧化D．金屬單質(zhì)被發(fā)覺和應(yīng)用越早，其在地殼中的含量越大A解析冶煉金屬時并不肯定要加入還原劑，如電解法制取鈉和鎂，B項錯誤；金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，肯定被還原，C項錯誤；鋁在地殼中的含量雖然最大，但其發(fā)覺時間卻比鐵、銅晚得多，D項錯誤。6．金屬K與Na金屬性相近，用K與鈉鹽共熔時，很難將Na從混合物中分別。若調(diào)整溫度到肯定程度，則可用Na與KCl反應(yīng)制取金屬K。已知四種物質(zhì)的熔、沸點如表：KNaKClNaCl熔點/℃63.6597.8770801沸點/℃774882.91500(升華)1431依據(jù)平衡移動原理可推知，用Na與KCl反應(yīng)制K的相宜溫度是()A．97.8～770℃ B．770～774℃C．774～882.9℃ D．1413～1500℃C解析在金屬活動性依次表中，Na排在K的后面，好像不能從K的熔融鹽中置換出K。但將Na與KCl共熔，其共熔體中Na＋、K＋、Cl－和e－自由移動，假如接著加熱，則Na、K、NaCl和KCl先沸騰者先逸出。工業(yè)上，就是采納這種原理用Na還原K，因為K的沸點比Na、NaCl、KCl的沸點都低，且低于NaCl的熔點。7．鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，自遠古時代人類就學(xué)會了煉鐵，到目前為止，人類研制出了許多煉鐵的方法。某探討性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在試驗室中模擬工業(yè)煉鐵的過程，試驗裝置如圖：(1)寫出得到單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式：__________________________________。(2)試驗過程中看到玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色漸漸變黑，請設(shè)計一個試驗來驗證生成了單質(zhì)鐵：________________________________。(3)裝置末端氣球的作用為________________________________。試驗結(jié)束時，應(yīng)當(dāng)先停止加熱還是先停止通入CO并說明緣由______________________________。解析檢驗是否生成單質(zhì)鐵，在反應(yīng)結(jié)束后，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻，取少量放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無色無味氣體(H2)，則證明生成了單質(zhì)鐵；反應(yīng)結(jié)束后，得到的鐵還是赤熱的，若先停止通入CO，會導(dǎo)致鐵又被氧化，所以，應(yīng)當(dāng)先停止加熱，待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后，再停止通入CO。答案(1)Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2(2)取少量粉末放于試管中，加少量鹽酸，若產(chǎn)生無色無味氣體，則證明生成了單質(zhì)鐵(3)收集未反應(yīng)的CO，防止污染空氣先停止加熱，防止生成的鐵再次被氧化8．探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們用如圖所示裝置進行鋁熱反應(yīng)的試驗。請回答下列問題：(1)氧化鐵與鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________，該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)鎂帶燃燒的現(xiàn)象是______________________，鎂帶的作用是________________。(3)同學(xué)們在試驗過程中視察到紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。他們?yōu)樘骄看巳廴谖锏某煞?，查閱有關(guān)物質(zhì)的熔點、沸點數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點/℃660205415351565沸點/℃246729802750－同學(xué)們分析數(shù)據(jù)后推想該熔融物是一種合金，其中的金屬是________，溶解該合金可選用下列試劑中的________(填字母，雙選)。A．FeSO4溶液 B．稀硫酸C．稀硝酸 D．NaOH溶液解析(1)高溫下，金屬鋁能夠與氧化鐵反應(yīng)置換出鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3，該反應(yīng)過程中放出大量的熱。(2)鎂在空氣中猛烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出刺眼白光，有白煙產(chǎn)生；鎂帶在鋁熱反應(yīng)中供應(yīng)熱量，起到引燃劑的作用。(3)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看出，金屬鋁的熔點比鐵的低，當(dāng)金屬鐵是液態(tài)時，金屬鋁也是液態(tài)，所以鋁熱反應(yīng)得到的是金屬鐵和鋁的混合物。FeSO4、NaOH溶液不與Fe反應(yīng)，所以既能和Fe反應(yīng)又能和Al反應(yīng)的物質(zhì)為稀硫酸、稀硝酸。答案(1)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3放熱(2)放熱，發(fā)出刺眼白光，有白煙產(chǎn)生燃燒時供應(yīng)熱量，作為引燃劑引發(fā)反應(yīng)(合理即可)(3)Al、FeBC[發(fā)展目標(biāo)]9．依據(jù)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，推斷下列說法正確的是(反應(yīng)條件已略去)()A．反應(yīng)①②③④⑤均屬于氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)B．反應(yīng)⑤說明該條件下鋁的還原性強于錳C．相同條件下生成等量的O2，反應(yīng)③和④轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為1：1D．反應(yīng)①中發(fā)生還原反應(yīng)與發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比為1：4B解析氯酸鉀分解、鋁熱反應(yīng)、過氧化氫分解不是離子反應(yīng)，①②③④⑤均屬于氧化還原反應(yīng)，A項錯誤；金屬鋁的還原性強于錳，可與二氧化錳發(fā)生鋁熱反應(yīng)，B項正確；反應(yīng)③中每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移2mol電子，而反應(yīng)④中每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，C項錯誤；試驗室制備氯氣的反應(yīng)中氯化氫并沒有完全被氧化，因此依據(jù)得失電子守恒可知反應(yīng)①中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2，D項錯誤。10．用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是()A．MnO2 B．WO3C．Cr2O3 D．Co3O4D解析用鋁熱法還原金屬氧化物時，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)，明顯，在氧化物中金屬化合價越高，變?yōu)閱钨|(zhì)時需獲得的電子越多，消耗鋁越多；金屬化合價越低，得電子數(shù)越少，消耗鋁越少。選項中金屬氧化物中金屬的化合價分別為Mn(＋4)W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋eq\f(8,3))。Co的化合價最低，消耗鋁最少。11．諾貝爾化學(xué)獎獲得者施羅克等人發(fā)覺金屬鉬的卡賓化合物可以作為特別有效的烯烴復(fù)分解反應(yīng)的催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學(xué)反應(yīng)過程為①2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2MoO3＋4SO2；②MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O；③(NH4)2MoO4＋2HCl=H2MoO4↓＋2NH4Cl；④H2MoO4eq\o(=,\s\up7(高溫))MoO3＋H2O；⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。則下列說法正確的是()A．MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可干脆排放B．MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物C．H2MoO4是一種強酸D．利用H2、CO和Al分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶3∶2D解析A項明顯錯誤，生成物SO2對環(huán)境污染嚴峻；B項，依據(jù)②中生成物(NH4)2MoO4可知，該化合物屬于鹽，對應(yīng)的酸是H2MoO4，故MoO3不屬于堿性氧化物，錯誤；C項，依據(jù)反應(yīng)③可知，H2MoO4不行能是強酸；D項，1molH2、1molCO和1molAl作還原劑時，失去的電子數(shù)分別為2mol、2mol和3mol，還原等量的MoO3轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，此時n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2，正確。12．已知反應(yīng)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋2Al2O3在化學(xué)上稱為“鋁熱反應(yīng)”，人們可利用該反應(yīng)焊接鐵軌。從化學(xué)方程式可以看出，Al比Fe活潑，鎂和氧化銅也能發(fā)生類似的反應(yīng)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。某活動小組在試驗室中進行鎂和氧化銅反應(yīng)的試驗，充分反應(yīng)后，大家對反應(yīng)后的固體剩余物進行了試驗探究?！咎岢鰡栴}】反應(yīng)后的固體剩余物是什么？【作出假設(shè)】甲組同學(xué)經(jīng)過探討一樣認為反應(yīng)后的固體剩余物中肯定含有________和________；乙組同學(xué)認為反應(yīng)后的固體剩余物中可能還含有________；丙組同學(xué)認為反應(yīng)后的固體剩余物中可能還含有________。【試驗探究】查閱相關(guān)資料后，大家設(shè)計如下試驗對反應(yīng)后的固體剩余物進行探究。試驗操作試驗現(xiàn)象試驗結(jié)論①取少量反應(yīng)后的固體剩余物于試管中，向其中加入足量的__________固體物質(zhì)部分溶解，溶液為無色甲組同學(xué)的假設(shè)正確②另取少量固體于試管中，進行與試驗①一樣的操作____________________乙組同學(xué)的假設(shè)成立③另取少量固體于試管中，進行與試驗①一樣的操作____________________丙組同學(xué)的假設(shè)成立解析鎂和氧化銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg＋CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋MgO。依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知，反應(yīng)后的固體剩余物中肯定含有MgO和Cu，可能含有Mg，也可能含有CuO?！驹囼炋骄俊咳∩倭糠磻?yīng)后的固體剩余物于試管中，加入稀鹽酸(或稀硫酸)，若含有Mg，試驗現(xiàn)象為固體物質(zhì)部分溶解，溶液無色，有氣泡冒出；若還含有CuO，試驗現(xiàn)象為固體物質(zhì)部分溶解，溶液變?yōu)樗{色。答案Mg＋CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋MgO【作出假設(shè)】MgOCuMgCuO【試驗探究】①稀鹽酸(或稀硫酸)②固體物質(zhì)部分溶解，有氣泡冒出，溶液無色③固體物質(zhì)部分溶解，溶液變?yōu)樗{色(假設(shè)和探究對應(yīng)即可)13．鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前運用最廣泛的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)，用含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦制備TiO2的流程如下：(1)步驟①加Fe的目的是______________________________________________；步驟②冷卻的目的是________________________________________________。(2)上述制備TiO2的流程中，可以利用的副產(chǎn)物是______；考慮成本和廢物的綜合利用等因素，水浸后的廢液中加入________處理。(3)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)鈦(Ti)的過程為：eq\x(TiO2)→eq\x(TiCl4)eq\o(→,\s\up7(Mg),\s\do5(800℃，Ar))eq\x(Ti)，其中反應(yīng)TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(800℃))2MgCl2＋Ti在氬氣氣氛中進行的理由是____________________。解析