2022年高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用 第1課時(shí)課后作業(yè) 新人教版必修2

第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用一、金屬在自然界中的存在形式1．金、鉑等極少數(shù)金屬以________形式存在。2．絕大多數(shù)金屬以________形式存在。在金屬化合物中，金屬元素都顯______。二、金屬的冶煉方法1．熱分解法適用于________金屬的冶煉。(1)加熱分解HgO：________________________________________________________________________。(2)加熱分解Ag2O：________________________________________________________________________。2．電解法適用于______金屬的冶煉。(1)冶煉金屬鈉：________________________________________________________________________。(2)冶煉金屬鎂：________________________________________________________________________。(3)冶煉金屬鋁：________________________________________________________________________。3．高溫還原法適用于大多數(shù)中等活潑金屬的冶煉，常用的還原劑有__________、__________、________等。(1)高爐煉鐵：________________________________________________________________________。(2)鋁熱反應(yīng)煉鐵：________________________________________________________________________。(3)用氫氣還原氧化銅：________________________________________________________________________。4．其他方法(1)濕法煉銅：________________________________________________________________________。(2)火法煉銅：________________________________________________________________________。三、鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置及操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂條________，放出一定的熱，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)；反應(yīng)放出________，并發(fā)出__________；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是____原因分析鎂條燃燒，放出一定的熱量，KClO3作為_(kāi)_____在受熱狀態(tài)下發(fā)生分解，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)：____________________________________________________，該反應(yīng)放出________，發(fā)出____________，生成的______在高溫下呈熔融狀態(tài)原理應(yīng)用該反應(yīng)中鋁在高溫下還原出了______，在冶金工業(yè)上也常用這一原理制取________的金屬，如：釩、鉻、錳等，3MnO2＋4Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Al2O3＋3Mn，另外該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如________等四、有效利用金屬資源的途徑1．提高金屬礦物的________；2．減少金屬的________；3．加強(qiáng)金屬資源的____________；4．使用__________代替金屬材料。知識(shí)點(diǎn)一金屬的冶煉原理1．下列敘述中正確的是()A．含金屬元素的離子一定是陽(yáng)離子B．在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)一定是氧化劑C．某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，該元素一定被還原D．金屬陽(yáng)離子被還原時(shí)，不一定得到金屬單質(zhì)2．有關(guān)金屬的冶煉原理下列說(shuō)法正確的是()A．肯定發(fā)生的是置換反應(yīng)B．肯定發(fā)生的是分解反應(yīng)C．肯定發(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3．用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是()A．MnO2 B．WO3 C．Co3O4 D．Cr2O知識(shí)點(diǎn)二金屬的冶煉方法4．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法的分析不正確的是()A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用② C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④5．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(lái)的是()A．Ca、Mg B．Al、FeC．Fe、Cu D．Hg、Ag6．均能將Fe2O3還原成Fe的一組物質(zhì)是()A．CO、O2、H2 B．CO、H2、CC．CO2、H2O、O2 D．CO2、O2、C知識(shí)點(diǎn)三鋁熱反應(yīng)7．鋁能用來(lái)冶煉難熔金屬(如Cr、V、Mn等)，這是因?yàn)殇X()A．有兩性B．有良好的導(dǎo)電性C．熔點(diǎn)低D．有還原性，且在反應(yīng)中放出大量熱8．如圖所示，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內(nèi)層紙漏斗取出，在底部剪一個(gè)小孔，用水潤(rùn)濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5g炒干的氧化鐵粉末和2g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加上少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點(diǎn)燃鎂條。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)信息，回答下列問(wèn)題：(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________；在該反應(yīng)中________是氧化劑，________是還原劑，該反應(yīng)稱為_(kāi)_______反應(yīng)。(2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(填寫在橫線上)：________________________________________________________________________。①鎂條劇烈燃燒②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒，火星四射③紙漏斗的下部被燒穿④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(3)寫出下列操作或物質(zhì)的作用：內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔：__________________；蒸發(fā)皿盛沙：____________________；鎂條：____________________；氯酸鉀：____________________。練基礎(chǔ)落實(shí)1．金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是()A．金屬元素失去電子B．金屬元素獲得電子C．金屬元素被氧化了D．金屬元素可能被氧化了，也可能被還原了2．金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用，下列關(guān)于金屬的說(shuō)法不正確的是()A．越活潑的金屬越難冶煉B．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解其熔融的氯化物制得的3．從金屬被利用的歷史來(lái)看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近幾百年的事。下列跟這個(gè)先后順序有關(guān)的是()①地殼中金屬元素的含量②金屬活動(dòng)性順序③金屬的導(dǎo)電性④金屬冶煉的難易程度⑤金屬的延展性A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．②④4．能用熱分解法制得的金屬是()A．Fe B．Ag C．Mg D．Na5．下列化學(xué)反應(yīng)在金屬冶煉工業(yè)中還沒(méi)有得到應(yīng)用的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(2125℃))2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2D．2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑6．金屬K與Na金屬性相近，用K與鈉鹽共熔時(shí)，很難將Na從混合物中分離。若調(diào)整溫度到一定程度，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(diǎn)如下：KNaKClNaCl熔點(diǎn)(℃)63.6597.8770801沸點(diǎn)(℃)774882.91500(升華)1431根據(jù)平衡移動(dòng)原理可推知，用Na與KCl反應(yīng)制K的適宜溫度是()A．97.8～770℃ B．770～774℃C．774～882.9℃ D．1413～1500℃7．某無(wú)色氣體X可和紅熱的單質(zhì)固體Y反應(yīng)，得到另一種無(wú)色氣體Z，Y和Z都可以和灼熱的三氧化二鐵反應(yīng)生成X，則X、Z分別是()A．CO2、CO B．O2、CO2 C．CO、O2 D．CO、CO練方法技巧——金屬冶煉的計(jì)算技巧8．有0.4g鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。這種鐵的氧化物的化學(xué)式是()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O39．將氫氣通過(guò)10g氧化銅粉末加熱片刻，冷卻后剩余固體的質(zhì)量為8.4g，那么下列計(jì)算正確的是()A．有1.6g水生成B．有8.4g銅生成C．有80%的氧化銅被還原D．實(shí)驗(yàn)時(shí)所消耗的氫氣不足0.2g題號(hào)123456789答案練綜合拓展10．關(guān)于鋁的冶煉，有以下一些問(wèn)題，請(qǐng)你通過(guò)努力，爭(zhēng)取完成。(1)工業(yè)制備鋁一般是通過(guò)鋁土礦制得純凈的Al2O3，然后電解Al2O3/Na3AlF6得到鋁。也可用電解NaCl—KCl—AlCl3共熔體方法制鋁，且比電解Al2O3/Na3AlF6制鋁節(jié)省電能約30%，但現(xiàn)在仍用前一種方法制鋁，其主要原因是()A．AlCl3是共價(jià)化合物，其熔融體不導(dǎo)電B．電解AlCl3生成的Cl2會(huì)污染大氣C．自然界不存在富含AlCl3的礦石D．生產(chǎn)無(wú)水AlCl3較困難，成本又較高(2)把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為()A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．6∶3∶1 D．6∶3∶2(3)討論：含有活潑金屬元素的化合物一定是離子化合物嗎？并設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________第四章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用基礎(chǔ)落實(shí)一、1．游離態(tài)2．化合態(tài)正價(jià)二、1．不活潑(1)2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑(2)2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑2．活潑(1)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑(2)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑(3)2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑3．焦炭一氧化碳?xì)錃?1)Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2(2)Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3(3)CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋H2O4．(1)CuSO4＋Fe=Cu＋FeSO4(2)Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2三、劇烈燃燒大量的熱耀眼的白光鐵珠引燃劑2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3大量的熱耀眼的白光鐵單質(zhì)鐵熔點(diǎn)較高焊接鋼軌四、1．利用率2．使用量3．回收和再利用4．其他材料對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．D[A中如MnOeq\o\al(－,4)、AlOeq\o\al(－,2)都是陰離子；B中如H2、C在還原金屬氧化物時(shí)，都作還原劑；C中如2Cl－→Cl2，非金屬陰離子變成非金屬單質(zhì)時(shí)，化合價(jià)升高，被氧化；D中如Fe3＋→Fe2＋，正確。]2．C[金屬大部分以化合態(tài)形式存在于自然界中，且金屬元素?zé)o負(fù)化合價(jià)，所以金屬冶煉的實(shí)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)，但是不一定是置換反應(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。]3．C[利用電子守恒：制1molMn，需電子4mol，制1molW，需電子6mol，制1molCo，需電子eq\f(8,3)mol，制1molCr，需電子3mol，可見(jiàn)制1molCo消耗Al最少。]4．B5．C[金屬活動(dòng)性順序中，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(dāng)然各金屬的冶煉方法無(wú)嚴(yán)格的界線，如Cu可用熱還原法，也可用電解法。]6．B[CO、H2、C等還原劑均可將Fe2O3還原為Fe。]7．D[活潑的金屬可以作還原劑，將相對(duì)不活潑的金屬還原出來(lái)，鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，使煉得的金屬變?yōu)橐簯B(tài)，便于分離。]8．(1)Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2FeFe2O3Al鋁熱(2)①②③④(3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反應(yīng)解析(1)鋁熱反應(yīng)為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3，該反應(yīng)中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。(2)①②③④全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。(3)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中①為使熔融物易落下，通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔；②為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿，蒸發(fā)皿內(nèi)盛細(xì)沙；③反應(yīng)中鎂條引起氯酸鉀分解；④氯酸鉀引發(fā)鋁熱反應(yīng)。課后作業(yè)1．B[大多數(shù)金屬元素在自然界中以化合態(tài)形式存在，其化合價(jià)為正價(jià)，在冶煉過(guò)程中得電子被還原，故B項(xiàng)正確。]2．D[金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子被還原成金屬原子，因此金屬越活潑，對(duì)應(yīng)金屬陽(yáng)離子氧化性越弱，則金屬越難冶煉，A、C正確；合金要比各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低，硬度大，B正確；因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電，因此不能用電解AlCl3的方法來(lái)冶煉鋁，而通常用電解Al2O3的方法。]3．D[金屬的活潑性決定了金屬冶煉的難易程度。]4．B[熱分解法一般用于很不活潑的銀、汞等金屬的冶煉，它們的化合物大多數(shù)不穩(wěn)定，受熱時(shí)能夠分解為相應(yīng)的金屬單質(zhì)；而活潑金屬的化合物一般相當(dāng)穩(wěn)定，受熱難分解。因此，比較活潑的鈉、鎂和鐵不能夠通過(guò)熱分解法制得。]5．B[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)容均符合生產(chǎn)實(shí)際。]6．C[在金屬活動(dòng)性順序表中，Na排在K的后面，似乎不能從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(dòng)，如果繼續(xù)加熱，則Na、K、NaCl和KCl首先沸騰者先逸出。工業(yè)上，就是采用這種原理用Na還原K的，因?yàn)镵的沸點(diǎn)比Na、NaCl、KCl的沸點(diǎn)都低，且低于NaCl的熔點(diǎn)。]7．A[由Y和Z都可以和灼熱的Fe2O3反應(yīng)生成X，可判斷X為CO2，Y為C。CO2和紅熱的炭反應(yīng)制得CO。]8．B[CO和鐵的氧化物反應(yīng)時(shí)，氧化物中的一個(gè)O原子可以生成一個(gè)CO2分子，每一個(gè)CO2分子可以生成一個(gè)CaCO3，所以有下列的關(guān)系式，假設(shè)0.4g該氧化物中含xgOO～CO2～CaCO316100x0.75g解得x＝0.12e