2024-2025學年高中化學第四章化學與自然資源的開發(fā)利用課時作業(yè)21含解析新人教版必修2

PAGEPAGE4課時作業(yè)（二十一）A組—基礎(chǔ)鞏固金屬的冶煉和回收利用1．(雙選)下列化學方程式，能用于工業(yè)上冶煉金屬鎂的是()A．2Na＋MgCl2=2NaCl＋MgB．MgCl2(熔化)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑C．2MgOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Mg＋O2↑D．MgO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Mg＋CO↑答案BD2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是()A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融氯化物制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉解析合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同，合金要比各成分金屬的熔、沸點低，硬度大，A項正確；因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，冶煉鋁應(yīng)用電解離子化合物Al2O3(熔融)的方法，B項錯誤；金屬冶煉的實質(zhì)就是把金屬陽離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D兩項正確。答案B3．下列說法正確的是()A．自然界中的金屬都是以化合態(tài)形式存在的B．金屬活動性雖然不同，但冶煉方法是相同的C．金屬礦物資源豐富且可再生，可盡量開采利用D．金屬的冶煉就是把金屬化合物還原為金屬單質(zhì)答案D4．(2024·浙江)下列說法不正確的是()A．儲熱材料是一類重要的能量存儲物質(zhì)，單位質(zhì)量的儲熱材料在發(fā)生熔融或結(jié)晶時會汲取或釋放較大的熱量B．Ge(32號元素)的單晶可以作為光電轉(zhuǎn)換材料用于太陽能電池C．Ba2＋濃度較高時危害健康，但BaSO4可服人體內(nèi)，作為造影劑用于X－射線檢查腸胃道疾病D．納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質(zhì)是納米鐵粉對重金屬離子較強的物理吸附解析納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質(zhì)是緣由是鐵是活潑金屬，能與Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等離子發(fā)生置換反應(yīng)，從而過濾除去，D項錯誤。答案D5．下列各組金屬最適合用H2或CO把它們從化合物中還原出來的是()A．Ca、Mg B．Al、FeC．Fe、Cu D．Hg、Ag解析金屬活動性依次中，K→Al等較活潑的金屬一般用電解法，Zn→Cu等較不活潑的金屬一般用熱還原法，Hg等可用熱分解法，當然各金屬的冶煉方法無嚴格的界線，如Cu可用熱還原法，也可用電解法。答案C6．有關(guān)金屬的冶煉原理下列說法正確的是()A．確定發(fā)生的是置換反應(yīng)B．確定發(fā)生的是分解反應(yīng)C．確定發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)D．只能用金屬作還原劑冶煉金屬解析金屬大部分以化合態(tài)形式存在于自然界中，且金屬元素無負化合價，所以金屬冶煉的實質(zhì)是將化合態(tài)金屬元素還原為游離態(tài)，必定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但是不確定是置換反應(yīng)，如CO還原Fe2O3。還原劑可以是金屬，如Fe還原CuSO4，也可以是非金屬，如H2還原CuO。答案C7．下列敘述中正確的是()A．含金屬元素的離子確定是陽離子B．在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)確定是氧化劑C．某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，該元素確定被還原D．金屬陽離子被還原時，不確定得到金屬單質(zhì)解析A項中如MnO4－、AlO2－都是陰離子；B項中如H2、C在還原金屬氧化物時，都作還原劑；C項中如2Cl－→Cl2，非金屬陰離子變成非金屬單質(zhì)時，化合價上升，被氧化；D項中如Fe3＋→Fe2＋，正確。答案D8．下列幾種關(guān)于金屬冶煉方法的敘述中，正確的是()A．蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水，將其電解可制得金屬鈉B．煉鐵高爐中，利用焦炭作為還原鐵礦石的還原劑C．高爐煉鐵能得到純鐵D．鋁熱法能夠使氧化鐵跟鋁在高溫條件下煉出鐵來解析電解食鹽水得到的是NaOH，得不到Na；煉鐵高爐中利用CO作為鐵礦石的還原劑；高爐煉鐵得到的是含碳等元素的生鐵。答案D9．把鋁粉和氧化亞鐵粉末配成鋁熱劑，分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)；另一份干脆放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)。前后兩種狀況下生成的氣體的質(zhì)量比是()A．3∶2 B．2∶3C．1∶1 D．28∶9解析本題應(yīng)分析兩個過程中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。鋁置換出鐵，鐵再和鹽酸反應(yīng)生成H2和鋁干脆與燒堿反應(yīng)生成H2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目應(yīng)當相同，方程式如下：2Al＋3FeOeq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋3Fe，3Fe＋6HCl=3FeCl2＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；由此可看出兩種狀況下生成的氣體的質(zhì)量比為1∶1。答案CB組—實力提升10．(雙選)下列化工生產(chǎn)原理正確的是()A．用電解熔融氯化鈉的方法來制取金屬鈉B．用鈉加入到氯化鎂飽和溶液中制取鎂C．電解氯化鋁溶液制取鋁D．煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)既有放熱反應(yīng)，也有吸熱反應(yīng)考查內(nèi)容金屬冶煉解析電解熔融氯化鈉可制取金屬鈉和氯氣，A項正確；金屬鈉性質(zhì)活潑，當加入到鹽溶液中時先與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，生成物再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，B項錯誤；電解氯化鋁溶液生成氫氣和氯氣，得不到鋁，C項錯誤；煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)既有放熱反應(yīng)，也有吸熱反應(yīng)，如C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2和C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO為放熱反應(yīng)，F(xiàn)e2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2和CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO為吸熱反應(yīng)，D項正確。答案AD11．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時操作過程如圖，指出圖中操作錯誤的是()A．④⑤ B．③④C．②⑤ D．①②解析由含Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2的鋁土礦提取Al2O3，應(yīng)灼燒，去掉H2O，然后加過量鹽酸，得到FeCl3、AlCl3，同時除去SiO2，再加入過量的NaOH溶液，得到NaAlO2溶液和Fe(OH)3沉淀，向NaAlO2中應(yīng)滴加適量鹽酸或通足量的CO2，而不能加足量的鹽酸，④錯，Al(OH)3分解時須要的溫度很高，干燥Al(OH)3不能使之分解，⑤錯。答案A12．鈦(Ti)因為具有奇妙的性能越來越引起人們的關(guān)注。常溫下，鈦不和非金屬、強酸反應(yīng)；紅熱時，卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一稱金紅石(TiO2)，目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：第一步：金紅石、燃炭粉混合，在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________。該反應(yīng)的還原劑是________。其次步：在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。(1)此反應(yīng)的化學方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)簡述上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析TiO2(金紅石)與炭粉及Cl2在高溫下反應(yīng)生成TiCl4及可燃性氣體，由元素守恒推斷可燃性氣體為CO；TiCl4與鎂在加熱條件下可以制得鈦，反應(yīng)的化學方程式為TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))2MgCl2＋Ti。由于加入的Mg過量故得到的是Mg和Ti的混合物，依據(jù)信息，Ti與強酸(如鹽酸)不反應(yīng)，而Mg與鹽酸反應(yīng)，故可用鹽酸除去Ti中的Mg。答案第一步：TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))TiCl4＋2CO炭粉其次步：(1)TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))Ti＋2MgCl2(2)加入足量鹽酸，除去過量金屬鎂，過濾，并且蒸餾水洗滌固體得金屬鈦13．冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑還原②用活潑金屬Na、Mg等還原③利用鋁熱反應(yīng)原理還原④電解法⑤熱分解法。下列金屬的冶煉應(yīng)有用哪種方法？(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________(填序號，下同)。(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等高熔點金屬________。答案(1)①(2)④(3)⑤(4)③C組—高分突破14．目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。海水提取鎂的主要流程如下：請回答下列問題：(1)從離子反應(yīng)的角度思索，在海水中加入石灰乳的作用是__________________，寫出在沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：_________________________________________________。(2)石灰乳是生石灰與水形成的化合物，從充分利用海洋化學資源，提高經(jīng)濟效益的角度考慮，生產(chǎn)生石灰的主要原料來源于海洋中的________________________________________________________________________。(3)操作A是________，操作B是________。(4)加入的足量試劑a是________(填化學式)。(5)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________。從考慮成本和廢物循環(huán)利用的角度，副產(chǎn)物氯氣可以用于________________。解析(1)石灰乳中的Ca(OH)2與海水中的鎂鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀。(2)海灘上貝殼的主要成分是CaCO3，可用于制取生石灰。(3)從沉淀池中得到Mg(OH)2固體，應(yīng)利用過濾操作，加