新教材2020-2021学年高中化学苏教版必修第二册课时作业-9.1-金属的冶炼方法含解析
课时作业18 金属的冶炼方法
1．下列反应原理符合工业冶炼金属镁的是( )
A ．2Na ＋MgCl 2===2NaCl ＋Mg
B ．MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2
↑ C ．2MgO=====高温2Mg ＋O 2
↑ D ．2Al ＋3MgO=====高温3Mg ＋Al 2O 3
2．用铝热剂冶炼难熔金属，是利用了铝( )
①具有还原性 ②既能与酸反应又能与碱反应 ③具有导电性 ④被氧化过程中放出大量的热
A ．①
B ．①③④
C ．①④
D ．①②③④
3．下列关于金属的冶炼方法的叙述不正确的是( )
A ．热分解法适用于制备不活泼金属
B ．热还原法常用的还原剂是
C 、H 2、CO 、Al 等
C ．电解法适用于制备不活泼金属
D ．水溶液置换法适用于用活泼金属制备不活泼金属
4．下列说法不正确的是( )
A ．自然界中不存在游离态的金属单质
B ．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同
C ．地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率
D ．废旧金属的回收利用，有利于环境保护
5．金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是( )
A ．电解法
B ．热还原法
C ．热分解法
D ．铝热法
6．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS ＋3O 2
=====高温2PbO ＋2SO 2；③制粗铅：PbO ＋C=====高温Pb ＋CO ↑；PbO ＋CO=====高温Pb ＋CO 2
。下列说法正确的是( )
A ．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B ．方铅矿焙烧反应中，PbS 是还原剂，还原产物只有PbO
C ．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb 共转移2 mol 电子
D ．将1 mol PbS 冶炼成Pb 理论上至少需要6 g 碳
7．诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为
①2MoS 2＋7O 2=====高温2MoO 3＋4SO 2
②MoO 3＋2NH 3·H 2O===(NH 4)2MoO 4＋H 2O
③(NH 4)2MoO 4＋2HCl===H 2MoO 4↓＋2NH 4Cl
④H 2MoO 4=====高温MoO 3＋H 2
O ⑤用还原剂将MoO 3还原成金属钼
则下列说法中正确的是( )
A ．MoS 2煅烧产生的尾气可直接排放
B ．MoO 3是金属氧化物，也是碱性氧化物
C ．H 2MoO 4是一种强酸
D ．利用H 2、CO 和Al 分别还原等量的MoO 3，所消耗还原剂的物质的量之比为3:3:2
8．把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂，分成两等份。第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物和足量盐酸反应；第二份直接投入足量的NaOH 溶液中，充分反应。则前后两种情况下生成气体的体积之比是(相同状况下)( )
A ．1:1
B ．9:8
C ．3:4
D ．4:3
9．根据CO 还原铁的氧化物的实验装置图(如图所示)，回答下列问题：
(1)怎样知道硬质玻璃管中Fe 2O 3已开始反应？
_________________________________________________
_________________________________________________。
(2)在A 处点燃，可观察到的现象是_________________________________________________，
为什么要在A 处点燃？_________________________________________________
_________________________________________________。
(3)实验结束时应注意的操作是________。
①先停止通入CO
②先熄灭酒精喷灯，并继续通入CO
③熄灭酒精喷灯，同时停止通入CO
④先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至被还原的铁粉冷却并点燃排出的CO气体
10．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原；②用活泼金属Na、Mg等还原；③利用铝热反应还原；④电解法；
⑤热分解法。
下列金属各采用哪种方法冶炼最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：________。(填序号，下同)
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属：________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属：________。
11．某地产孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式：_________________________________________________
_________________________________________________。
(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料，分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方式制取金属铜。供选择的试剂有：①木炭②铁屑③生石灰④稀H2SO4，不得另选其他试剂，写出有关反应的化学方程式。
A．湿法冶炼：_________________________________________________；
B．高温冶炼：_________________________________________________。
12．铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：_________________________________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：_________________________________________________
_________________________________________________。
(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应________，直到无________现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生________现象，未反应完全的CO________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做________处理。
13．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：
①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4
③H 2TiO 3=====△TiO 2＋H 2
O ④TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====△TiCl 4
＋2CO ⑤TiCl 4＋2Mg=====△2MgCl 2
＋Ti (1)针对以上五个反应，下列叙述错误的是________。
A ．反应①是非氧化还原反应
B ．反应②生成了两种酸
C ．反应④中的TiO 2是氧化剂
D ．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强
(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析正确的是________。
A ．钛是像金、铂一样的不活泼金属
B ．金属钛的表面易形成致密的氧化膜
C ．钛与氧气、酸等腐蚀剂不反应
D ．钛有很高的强度
14．如图所示进行铝热反应：观察发生的现象，回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式：_________________________________________________
________________。在该反应中________是氧化剂，________是还原剂。
(2)引发铝热反应的实验操作是_________________________________________________
_________________________________________________。
(3)该实验的实验现象为________(填写序号)。
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
(4)某同学为研究该实验，查阅有关资料得到如下数据：
物质 Al Al 2O 3 Fe Fe 2O 3
熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 462
反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。
②设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用的试剂是________，反应的离子方程式为_________________________________________________
_________________________________________________。
课时作业18金属的冶炼方法
1．解析：钠比镁贵重，钠的工业操作要求、经济价值较高，所以该反应不宜用于工业上冶炼金属镁，A项错误；Mg为活泼金属，通常采用电解熔融金属化合物的方法冶炼，操作相对简便，经济价值较高，宜用于工业上冶炼金属镁，B项正确；MgO的熔点很高(2 800 ℃)，在加热条件下难以分解，加热分解能耗大，所以该反应不宜用于工业上冶炼金属镁，C项错误；Mg比Al活泼不能用铝热反应冶炼Mg，D项错误。
答案：B
2．解析：铝热剂法是活泼金属还原剂冶炼金属的一种方法，除利用铝的还原性外，还由于该反应过程中放出大量的热可使“难熔金属”熔化，从而进一步将其分离出来。
答案：C
3．答案：C
4．答案：A
5．解析：Na、Mg都是活泼金属，常用电解法冶炼，而Li的金属
性介于Na 与Mg 之间，故Li 应采用电解法冶炼。
答案：A
6．解析：浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理
变化，故A 错误；方铅矿焙烧反应2PbS ＋3O 2=====高温2PbO ＋2SO 2中，
PbS 中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO 和SO 2，故B 错误；整个冶炼过程中，1 mol PbS 转化为PbO 转移电子是6 mol,1 mol PbO 转化为Pb 转移电子是2 mol ，所以制取1 mol Pb 共转移8 mol 电子，故C 错误；将1 mol PbS 冶炼成Pb 的过程中，根据方程式得出：2PbS ～2PbO ～C ～2Pb,1 mol PbS 冶炼成Pb 理论上至少需要0.5 mol 的碳，即需要6 g 碳，故D 正确。
答案：D
7．解析：A 项明显错误，生成物SO 2对环境污染严重；根据②中生成物(NH 4)2MoO 4可知，该化合物属于盐，对应的酸是H 2MoO 4，故MoO 3不属于碱性氧化物，B 项错；C 项，根据反应③可知H 2MoO 4是一种不溶性酸；D 项，1 mol H 2、1 mol CO 和1 mol Al 作还原剂时，失去的电子数分别为2 mol 、2 mol 和3 mol ，还原等量的MoO 3，则转移电子相同，此时n (H 2):n (CO):n (Al)＝3:3:2。
答案：D
8．解析：根据铝粉和四氧化三铁粉末恰好完全反应可得，铝粉和四氧化三铁粉末的物质的量之比为8:3，故反应前后的铝粉和铁粉的物质的量之比为8:9，再通过铁粉与盐酸的反应，以及铝粉与NaOH 溶液的反应可知，生成气体的体积之比为9:12，即3:4。
答案：C
9．解析：(1)开始发生反应时，硬质玻璃管中红色物质逐渐变黑，B 中澄清石灰水开始变浑浊；(2)CO 燃烧可见浅蓝色的火焰；因CO 有毒，为防止CO 污染空气，必须点燃处理未反应的CO ；(3)先熄灭酒精喷灯，继续通入CO 至被还原的铁粉冷却，并点燃排出的CO 气体，这样可以防止铁在冷却过程中被氧化及CO 污染空气或使人中毒。
答案：(1)当硬质玻璃管中红色物质开始变黑时，B 中澄清石灰水开始变浑浊，说明开始发生反应
(2)有浅蓝色的火焰 因CO 有毒，为防止CO 污染空气，必须点燃处理未反应的CO (3)④
10．解析：根据每种金属的特点选择最佳冶炼方案。其中K 、Rb 、Cs 、Ti 等的冶炼原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而
是利用平衡原理，如Na ＋KCl 高温NaCl ＋K ↑，分离出钾蒸气使
此反应得以继续进行。
答案：(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
11．答案：(1)Cu 2(OH)2CO 3=====高温2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑
(2)A ：CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，
CuSO 4＋Fe===FeSO 4＋Cu
B ：2CuO ＋C=====高温CO 2↑＋2Cu
12．解析：(1)在冶炼铁的过程中，为提高C 的利用率，先发生反
应C ＋O 2=====点燃CO 2，再发生反应：CO 2＋C=====高温2CO ，用CO 还原Fe 2O 3，
接触更充分，效果更好。(3)加热Fe 2O 3之前应先检验CO 的纯度，否则会发生爆炸，由于CO 有毒，故未完全反应的CO 应点燃，以防污染环境。
答案：(1)C ＋O 2=====点燃CO 2，CO 2＋C=====高温2CO
(2)3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2
(3)验纯 爆鸣 爆炸 不能 点燃
13．解析：(1)在反应①中没有化合价的变化，反应②中，化学式H 2TiO 3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式；反应④中，钛元素的化合价保持不变，氯气是氧化剂，碳是还原剂；反应⑤，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。(2)题目中一开始就指出：钛是一种活泼的金属，但是钛耐腐蚀性强，联系金属铝的性质，铝表面易形成致密的保护膜，阻止反应继续进行，以此类推钛，很容易选择B 。
答案：(1)C (2)B
14．解析：(1)铝热反应为2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3，该反应中
Fe 2O 3作氧化剂，Al 作还原剂。(2)引发铝热反应的操作是加少量KClO 3，插上镁带并将其点燃。(3)①②③④全为该铝热反应的现象。(4)根据提供的铁和铝的熔点可知，该同学的推测合理。利用Al 能与强碱反应而铁不与强碱反应的特性，可以检验熔融物中是否含有铝。
答案：(1)2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3 Fe 2O 3 Al
(2)加少量KClO 3，插上镁带并将其点燃
(3)①②③④ (4)①合理 ②NaOH 溶液 2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑