新教材高中化學(xué)課時(shí)作業(yè)9-1金屬的冶煉方法

課時(shí)分層作業(yè)(十九)金屬的冶煉方法(建議用時(shí)：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列說法中正確的是()A．金屬冶煉就是利用氧化還原反應(yīng)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(shí)，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)，可能被還原，也可能被氧化D．金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得越早，其在地殼中的含量越大A[A項(xiàng)，金屬冶煉是將金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，正確；B項(xiàng)，冶煉金屬并不一定要加入還原劑，如電解法制取鈉和鎂，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是由高價(jià)態(tài)降低到0價(jià)，故一定被還原，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金屬被發(fā)現(xiàn)的早晚與其在地殼中的含量無關(guān)，如鋁雖然在地殼中的含量最大，但被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間卻比鐵、銅晚得多，錯(cuò)誤。]2．下列金屬元素在自然界中可以游離態(tài)形式存在的是()A．K B．NaC．Ca D．AuD[金化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在自然界可以游離態(tài)形式存在。]3．分別用氫氣和金屬作還原劑冶煉金屬，下列關(guān)于所得金屬純度的說法正確的是()A．用氫氣的純度高 B．用金屬的純度高C．二者相同 D．無法比較A[過量的H2不會殘留在被還原的金屬中，所以用H2還原得到的金屬純度高。]4．鋁能用于冶煉難熔的金屬(如Cr、V、Mn等)，這不是因?yàn)?)A．鋁具有還原性B．鋁具有導(dǎo)電性C．鋁較Cr、V、Mn等價(jià)格便宜D．冶煉反應(yīng)放出大量的熱B[鋁具有導(dǎo)電性與鋁熱反應(yīng)無關(guān)。]5．不能用熱分解法制得的金屬是()①Fe②Ag③Mg④HgA．①③ B．②④C．①④ D．②③A[熱分解法一般用于很不活潑的銀、汞等金屬的冶煉，它們的化合物大多不穩(wěn)定，比如氧化銀受熱時(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，加熱很難分解。因此，比較活潑的鐵和鎂不能夠通過熱分解法制得。]6．熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定是()A．氧化還原反應(yīng) B．置換反應(yīng)C．復(fù)分解反應(yīng) D．分解反應(yīng)A[熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定不是復(fù)分解反應(yīng)，也一定不是分解反應(yīng)，不一定是置換反應(yīng)，如3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO2，但一定是氧化還原反應(yīng)。]7．下列說法正確的是()A．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣B．鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng)D．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(煅燒))MgOeq\o(→,\s\up10(電解))MgB[電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到單質(zhì)鈉，A錯(cuò)誤；電解熔融Al2O3發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCl2而不是MgO，D錯(cuò)誤。]8．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是()A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因?yàn)殇X的冶煉方法比較簡單C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)D．煉鐵時(shí)加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳D[A項(xiàng)，鐵用CO還原法煉制，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，此被廣泛使用的原因是其具有良好的性能，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。]9．利用如圖裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋Al2O3B．該反應(yīng)會產(chǎn)生高溫，發(fā)出強(qiáng)光C．根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理，可以冶煉某些金屬D．若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1molD[根據(jù)鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1mol。]10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了從海水中提取鎂單質(zhì)的四種方法，從化學(xué)原理和經(jīng)濟(jì)效益角度分析，最可行的是()A．海水eq\o(→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up10(蒸發(fā)))MgCl2eq\o(→,\s\up10(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(△))MgOeq\o(→,\s\up10(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up10(鹽酸))MgCl2eq\o(→,\s\up10(電解))MgD[海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸發(fā)得到的主要是食鹽，B不符合題意；海水中加入堿可生成氫氧化鎂沉淀，一般使用比較廉價(jià)的石灰乳，而不用價(jià)格較貴的NaOH，A不符合題意；MgO熔點(diǎn)很高，故工業(yè)上從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，不采用電解MgO的方法，而采用電解MgCl2的方法，C不符合題意，D符合題意。]11．關(guān)于廢舊金屬處理的下列說法中不正確的是()A．對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B．重金屬對人體有害，對廢舊重金屬材料的處理方法是填埋C．廢舊鋼鐵可用于煉鋼，廢鐵屑可用于制鐵鹽D．照相業(yè)、科研單位和醫(yī)院X光室回收的定影液中可以提取出金屬銀B[重金屬材料填埋將會對環(huán)境造成污染。]12．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以較活潑金屬Na、Mg等還原③利用鋁熱反應(yīng)原理還原④電解法⑤熱分解法下列金屬各采用哪種方法還原最佳。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________。(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(diǎn)金屬________。(5)K、Rb、Cs、Ti等金屬通常還原方法是________。[解析]方法的選擇應(yīng)以節(jié)約原料和降低成本為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)有較高的產(chǎn)率，并易分離。根據(jù)每種金屬的特點(diǎn)應(yīng)選擇最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比較特別，不是用活潑金屬置換不活潑金屬，而是平衡的原理，如Na＋KCleq\o(=,\s\up10(高溫))NaCl＋K，抽離鉀蒸氣，此反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行。而Ti是用Na來置換：4Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up10(高溫))4NaCl＋Ti或用Mg來置換：2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up10(熔融))2MgCl2＋Ti。[答案](1)①(2)④(3)⑤(4)③(5)②[素養(yǎng)培優(yōu)練]13．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～C．774～882.9℃ D．1431～1C[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)。]14．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)；另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)。前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是()A．3∶2 B．2∶3C．1∶1 D．28∶9C[本題應(yīng)分析兩個(gè)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，這一過程和鋁直接與燒堿反應(yīng)生成H2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目應(yīng)該相同，化學(xué)方程式為：2Al＋3FeOeq\o(=,\s\up10(高溫))Al2O3＋3Fe,3Fe＋6HCl=3FeCl2＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。由此可看出兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比為1∶1。]15．孔雀石的主要成分為CuCO3·Cu(OH)2，某同學(xué)設(shè)計(jì)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(yīng)后的混合物過濾；③向?yàn)V液中加入一種金屬粉末。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，試回答：(1)第①步反應(yīng)中的現(xiàn)象為_________________________________________________________________________________________________________。(2)第③步加入的金屬粉末是________，理由是_______________________________________________________________________________________。(3)若向?yàn)V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]孔雀石的主要成分是堿式碳酸銅，當(dāng)加入過量稀硫酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)，固體逐漸溶解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w、水和硫酸銅；為冶煉金屬銅，可加入過量的鐵粉，把銅從硫酸銅溶液中置換出來；若向?yàn)V液中加入過量生石灰后生成氫氧化銅，過濾，將沉淀氫氧化銅加熱灼燒后生成氧化銅，通入氫氣生成銅和水。[答案](1)固體溶解，有無色氣體生成，溶液變成藍(lán)色(2)Fe鐵的活潑性比銅強(qiáng)，可從溶液中置換出銅(3)氫氣16．[素養(yǎng)題]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。用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有部分Fe2O3)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的過程中，可以利用的副產(chǎn)物是________；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)加入________處理。(3)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)鈦(Ti)，涉及到的步驟為eq\x(TiO2)→eq\x(TiCl4)eq\o(→,\s\up10(Mg),\s\do8(800℃，Ar))eq\x(Ti)反應(yīng)TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up10(Ar),\s\do8(800℃))2MgCl2＋Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)分析框圖知，