高中化學人教版第四章化學與自然資源的開發(fā)利用 第4章第1節(jié)課時

學業(yè)分層測評(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。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)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同，如硬度、強度更大、熔點更低等，A項正確；因AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，冶煉鋁應用電解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?！敬鸢浮緽2．下列說法不正確的是()A．自然界中不存在游離態(tài)的金屬單質(zhì)B．金屬活潑性不同，冶煉方法也有所不同C．地球上金屬礦物資源是有限的，因此，應提高金屬礦物的利用率D．廢舊金屬的回收利用，有利于環(huán)境保護【解析】自然界中很不活潑的金屬如Au、Pt可存在游離態(tài)。【答案】A3．(2023·承德高一檢測)我國古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶煉方法是()A．焦炭還原法 B．濕法煉銅C．鋁熱還原法 D．電解冶煉法【解析】火燒孔雀石和焦炭混合物發(fā)生的反應為Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up14(△))2CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋Ceq\o(=,\s\up14(高溫))2Cu＋CO2↑，屬于焦炭還原法?！敬鸢浮緼4．下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是()選項冶煉原理方法A2HgOeq\o(=,\s\up14(△))2Hg＋O2↑熱分解法B2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up14(電解),\s\do14(冰晶石))4Al＋3O2↑電解法CCu2S＋O2eq\o(=,\s\up14(高溫))2Cu＋SO2熱分解法DFe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up14(高溫))2Fe＋Al2O3熱還原法【解析】活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉，故A、B、D正確。C錯誤，C項為火法煉銅。【答案】C5．下列物質(zhì)不能與鋁發(fā)生鋁熱反應的是()A．FeO B．Cr2O3C．MgO D．MnO2【解析】Mg的活潑性強于Al，Al不能與MgO反應置換出Mg?！敬鸢浮緾6．下列說法中正確的是()A．金屬的冶煉都是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來B．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬被氧化C．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬被還原D．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原【解析】金屬的冶煉是將金屬從其化合物中還原出來，金屬在化合物中只能顯正價，冶煉時化合價只可能降低，被還原。【答案】C7．(2023·亳州高一檢測)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原理，在一定條件下將金屬從其化合物中還原出來B．冶煉金屬時，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)，一般都是被還原D．金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應用得越早，其活潑性一般越弱【解析】金屬的冶煉是將金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，A項正確；有的金屬化合物在發(fā)生氧化還原反應時，自身既作氧化劑又作還原劑，不需要另加還原劑，如HgO，B項錯誤；金屬元素在化合物中一般顯正價，當變成金屬單質(zhì)后，化合價就變?yōu)?，所以是被還原，C項正確，金屬被發(fā)現(xiàn)和應用得越早，說明該金屬越容易被還原，從而也說明金屬的活潑性越弱，D項正確?！敬鸢浮緽8．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．二氧化錳 B．三氧化鎢C．三氧化二鉻 D．四氧化三鐵【解析】首先寫出反應的化學方程式，根據(jù)制得金屬各1mol列比例式求解；或者是根據(jù)1mol鋁失去3mol電子，由電子守恒得，金屬氧化物中金屬的化合價最低者消耗的鋁最少?！敬鸢浮緿9．下列各組物質(zhì)中，均能將Fe2O3還原成單質(zhì)鐵的是()A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、CC．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2【解析】Fe是化學性質(zhì)較活潑的金屬，用強還原劑(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】D10．冶煉金屬常用以下幾種方法：a．以C、CO或H2作還原劑還原；b．利用鋁熱反應原理；c．電解法；d．熱分解法。(1)下列金屬各采用哪種方法冶煉最佳？①Fe、Zn、Cu等較不活潑金屬________；②Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬________；③Hg、Ag等不活潑金屬________；④V、Cr、Mn、W等高熔點金屬________。(2)工業(yè)上生產(chǎn)鉀不能用電解熔融KCl的方法制得，因金屬鉀易溶于熔態(tài)的KCl中而有危險，難獲得鉀，且降低電流效率。現(xiàn)生產(chǎn)鉀是用金屬鈉和熔化的KCl反應制取。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm－3)Na883K774NaCl8011413KCl7701500工業(yè)上生產(chǎn)金屬鉀的化學方程式和條件是：KCl＋Naeq\o(→,\s\up14(一定條件))NaCl＋K工業(yè)上制金屬鉀主要運用到上表所列的哪些物理常數(shù)？________；其選擇范圍是_________________________________?！窘馕觥窟x擇的方法應以節(jié)約原料和降低成本為標準，同時有較高的產(chǎn)率，并易分離。根據(jù)每種金屬的特點，應選擇最佳方案，其中(2)要進行反應Na＋KCl=NaCl＋K，最佳選擇是使K作為氣體逸出，而其他物質(zhì)仍然保留在體系中，這樣，根據(jù)化學平衡，反應可不斷正向進行。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在801～℃之間時，Na、KCl、NaCl均為液態(tài)，而鉀為氣態(tài)?！敬鸢浮?1)①a②c③d④b(2)熔點和沸點801～882.911．用如圖所示的裝置做鋁熱反應實驗，回答下列問題：(1)寫出該反應的化學方程式：____________________________，在該反應中________是氧化劑，________是還原劑，該反應稱為________反應。(2)選出該實驗的實驗現(xiàn)象(把序號填寫在橫線上)：________。①鎂帶劇烈燃燒；②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；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)的細沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w?！窘馕觥?1)鋁熱反應為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up14(高溫))2Fe＋Al2O3，該反應中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。(2)①②③④全為該鋁熱反應的現(xiàn)象?！敬鸢浮?1)Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up14(高溫))Al2O3＋2FeFe2O3Al鋁熱(2)①②③④12．鈦(Ti)因為具有神奇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，紅熱時，卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應。鈦是航空、軍事、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦鐵礦石之一是金紅石(TiO2)，目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：第一步：金紅石、碳粉混合，在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應的化學方程式為________________，該反應的還原劑是________。第二步：在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應制得金屬鈦。(1)寫出此反應的化學方程式：________________________；(2)簡述從上述所得產(chǎn)物中獲取金屬鈦的步驟。__________________________________________________________。【解析】第一步：因為鈦在常溫時不與非金屬、強酸反應，在紅熱時可與常見非金屬單質(zhì)反應，類比一般不活潑金屬氧化物，選用碳作還原劑制得金屬，金屬與Cl2生成氯化物。兩反應合并的化學方程式為TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up14(高溫))TiCl4＋2CO。第二步：(1)Mg為活潑金屬，在氬氣作為保護氣的環(huán)境中還原TiCl4：2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up14(Ar),\s\do14(△))2MgCl2＋Ti。(2)還原出的Ti與Mg混合，分離時用強酸，因鈦不與強酸反應，所以可將上述產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中，然后過濾洗滌，即可得到純凈的鈦。【答案】第一步：TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up14(高溫))TiCl4＋2COC第二步：(1)2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up14(Ar),\s\do14(△))2MgCl2＋Ti(2)可將還原后的產(chǎn)物溶于過量的鹽酸中，過濾、洗滌，即可得到純凈的鈦[能力提升]13．(2023·肇慶高一檢測)利用黃銅礦冶煉銅的主要原理為8CuFeS2＋21O2eq\o(=,\s\up14(高溫))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，下列有關(guān)判斷合理的是()A．避免污染，排放的尾氣用%的濃硫酸吸收B．CuFeS2中鐵顯＋2價，該反應中只有Cu被還原C．檢查爐渣中含＋2價鐵的試劑是鹽酸、KSCN溶液和氯水D．冶煉銅的廢料可以冶煉鐵和制硫酸【解析】濃硫酸不能吸收SO2，A項錯誤。該反應中銅、氧元素化合價降低，被還原，B項錯誤。在＋3價鐵存在下檢驗＋2價鐵，應用酸性高錳酸鉀溶液，C項錯誤。爐渣中含有氧化鐵和氧化亞鐵，可以冶煉鐵；二氧化硫可以用作制硫酸的原料，D項正確?！敬鸢浮緿14．0.4g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式是()【導學號：12150085】A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．FeO和Fe2O3【解析】CO和鐵的氧化物反應時，氧化物中的一個氧原子可以生成一個CO2分子，每一個CO2分子可以生成一個CaCO3，所以有下列的關(guān)系式，假設g該氧化物中含xg氧原子O～CO2～CaCO316100xg0.75g解得x＝N(Fe)∶N(O)＝eq\fg－g,56g·mol－1)：eq\fg,16g·mol－1)＝2∶3。【答案】B15．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗：①取適量A進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20gA全部溶于0.15Lmol·L－1鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應，放出1.12L(標準狀況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B。④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)①引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是________________________，產(chǎn)物中單質(zhì)B是________。(2)②中所發(fā)生的各反應的化學方程式為_________________。(3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式為_______________________________、______________________?！窘馕觥縈gO不能與鋁發(fā)生置換反應，所以①發(fā)生的反應是Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up14(高溫))2Fe＋Al2O3。②中發(fā)