人教版高中化學必修二第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)課時1金屬礦物的開發(fā)利用練習含答案

第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用課時1金屬礦物的開發(fā)利用(一)基礎鞏固1.下列說法中正確的是()A.金屬的冶煉是把金屬單質從其礦物中分離出來B.金屬冶煉過程中,被冶煉的金屬只能被氧化C.金屬冶煉過程中,被冶煉的金屬只能被還原D.金屬冶煉過程中,被冶煉的金屬既可被氧化,也可被還原答案:C2.金屬鋰是密度最小的金屬,等質量的不同金屬,鋰可以釋放出更多的電子,故常用來制造高性能電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間,則冶煉金屬鋰應采用的方法是()A.電解法B.熱還原法C.熱分解法 D.鋁熱法答案:A3.電解無水MgCl2所得鎂蒸氣冷卻后即得固體鎂。鎂可在下列氣體氛圍中冷卻的是()A.H2 B.CO2C.O2 D.空氣解析:Mg在加熱條件下可與O2、CO2、N2反應。答案:A4.下列反應原理中,不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是()A.3MgO+2Al3Mg+Al2O3B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2C.2HgO2Hg+O2D.2Al2O34Al+3O2解析:Mg為活潑金屬,通常用電解熔融的氯化鎂的方法冶煉,A項錯誤;Fe是金屬活動性順序中處于中間位置的金屬,通常是用還原劑(C、CO、H2、活潑金屬等)將Fe從其化合物中還原出來,B項正確;Hg為不活潑金屬,可以直接用加熱分解的方法制得,C項正確;Al為活潑金屬,通常用電解熔融的氧化鋁的方法冶煉,D項正確。答案:A5.(2022·廣東廣州外國語學校等三校高一聯(lián)考)某合金與鐵的物理性質的比較如下表所示:物質熔點密度硬度(金剛石為10)導電性(銀為100)某合金25007.47.42.3鐵15357.864.51.7已知該合金耐腐蝕、強度大。從以上性能看,該合金不適合作()A.爐具 B.門窗框C.導線 D.飛機外殼解析:鐵常作爐具材料,該合金熔點比鐵高,故可用作爐具,A項正確;該合金硬度比鐵大得多,故可用作門窗框,B項正確;一般不用鐵作導線,該合金導電能力只比鐵稍強,故不適合用作導線,C項錯誤;該合金耐腐蝕、強度大,故可用作飛機外殼,D項正確。答案:C6.部分含鎂或含銅物質的類別與相應化合價關系如圖所示,其中e為氯化物。下列推斷合理的是()A.a、b、c、d、e不可能均為含銅物質B.c、d可以在不同條件下互相轉化C.工業(yè)上均采取電解e的水溶液的方式冶煉aD.c為含銅物質時,可以在加熱條件下氧化乙醇解析:a、b、c、d、e可能均為含銅物質,除了b不能是鎂的氧化物外,其余都可能是含鎂物質,A項錯誤;氧化鎂、氧化銅都不能直接轉化為對應的氫氧化物,B項錯誤;電解鎂鹽溶液不能得到鎂,C項錯誤;氧化銅可以在加熱條件下氧化乙醇,得到乙醛,D項正確。答案:D(二)拓展提高7.(2022·廣東茂名)Ti具備優(yōu)良的抗腐蝕性,被稱為未來金屬,工業(yè)上可以采用鎂熱還原法(高溫)制備,工藝流程如下。已知:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,下列說法錯誤的是()A.鎂熱還原的化學方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2B.整個工藝流程中,氯元素化合價始終不變C.Ti和Mg高溫下化學性質非?；顫?鎂還原TiCl4時需在惰性氣氛中進行D.Mg的循環(huán)使用可以提高原料利用率,降低成本解析:在鎂熱還原過程中,Mg將TiCl4還原為Ti,Mg被氧化為MgCl2,化學方程式為TiCl4+2MgTi+2MgCl2,A項正確;電解熔融的MgCl2時,發(fā)生反應MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,氯元素化合價由-1價升高為0價,B項錯誤;高溫條件下,由于Ti和Mg很容易被空氣中的氧氣氧化,所以鎂還原TiCl4時,需在惰性氣氛中進行,C項正確;Mg還原TiCl4后轉化為MgCl2,MgCl2(熔融)電解再生成Mg,可實現(xiàn)鎂的循環(huán)使用,從而提高原料利用率,降低生產成本,D項正確。答案:B8.鐵是應用最廣泛的金屬,到目前為止,人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學習小組的同學在實驗室中模擬工業(yè)煉鐵的過程,實驗裝置如下圖所示:(1)寫出得到單質鐵的化學方程式:

。

(2)實驗過程中看到玻璃管內的粉末由紅棕色逐漸變黑,請設計一個實驗來驗證生成了單質鐵:

。

(3)裝置末端氣球的作用為

。實驗結束時,應該

(填“先停止加熱”或“先停止通入CO”),目的是

。

解析:(1)CO還原氧化鐵生成CO2和鐵。(2)鐵是活潑的金屬,能與鹽酸反應產生氫氣。(3)由于CO是有毒氣體,需要尾氣處理,所以裝置末端氣球的作用為收集CO,防止污染空氣。高溫下鐵易被空氣氧化,所以實驗結束時,應先停止加熱,冷卻后再停止通入CO,目的是防止生成的鐵再次被氧化。答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)取少量粉末放于試管中,加少量鹽酸,若產生無色無味氣體,則證明生成了單質鐵(3)收集未反應的CO,防止污染空氣先停止加熱防止生成的鐵再次被氧化9.孔雀石的主要成分為CuCO3·Cu(OH)2,某同學設計從孔雀石中冶煉金屬銅的方案如下:①將孔雀石粉碎后加過量的稀硫酸;②將反應后的混合物過濾;③向濾液中加入一種金屬粉末。根據(jù)上述實驗方案,試回答:(1)第①步反應中的現(xiàn)象為

。

(2)第③步加入的金屬粉末是,理由是

。

(3)若向濾液中加入過量生石灰后,過濾,將沉淀加熱灼燒后再通入,可制得較純凈的銅。

解析:(1)第①步反應中可觀察到的現(xiàn)象是固體溶解,有無色氣體生成,溶液變成藍色。(2)第③步中加入的金屬粉末可以是Zn、Fe等,理由為均比Cu活潑的金屬,且與水不反應,可置換出Cu。(3)沉淀[Cu(OH)2]加熱灼燒后會得到氧化銅,氧化銅可以被氫氣還原為銅。答案:(1)固體溶解,有無色氣體生成,溶液變成藍色(2)Fe鐵的金屬活動性比銅的金屬活動性強,可從溶液中置換出銅(或其他合理答案)(3)氫氣(或其他合理答案)(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新10.鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦,我國的鈦鐵礦儲量居世界首位。用含F(xiàn)e2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制備TiO2流程如圖所示。(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的過程中,可以利用的副產物是;考慮成本和廢物綜合利用因素,廢液中應加入處理。

(3)由金紅石(TiO2)制取單質鈦(Ti)涉及的步驟如下:TiO2TiCl4Ti反應TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進行的理由是

。

解析:(1)根據(jù)加入濃硫酸后,得到離子種類,以及最后所得產物中的FeSO4·7H2O分析,步驟①加入鐵,發(fā)生反應Fe+2Fe3+3Fe2+。過濾后得到FeSO4·7H2O,步驟②冷卻的目的是降低FeSO4·7H2O的溶解度,析出FeSO4·7H2O。(2)根據(jù)流程制備的是TiO2,則FeSO4·7H2O屬于副產物。水浸時生成H2T