高一化学苏教版必修一同步精选对点训练金属的冶炼原理.docx
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高一化学苏教版必修一同步精选对点训练金属的冶炼原理
金属的冶炼原理
1.下列有关金属的工业制法中正确的是( )
A.制钠:
用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液
B.制铝:
从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝
C.制镁:
用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁
D.制铁:
以铁矿石为原料,CO还原得铁
2.用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制单质铜,有人设计了以下两种方案:
①Fe
H2Cu ②CuO
CuSO4Cu
若按实验原理进行操作,则两者制得单质铜的量( )
A.一样多
B.①多
C.②多
D.无法判断
3.硅在自然界只以化合态形式存在,如铁矿石中的硅主要以脉石(SiO2)的形式存在。
炼铁时为了除去脉石,向炼铁高炉中加入石灰石。
该过程不可能涉及的化学反应是( )
A.CaCO3CaO+CO2↑
B.2FeO+Si
2Fe+SiO2
C.SiO2+3C
SiC+2CO↑
D.CaO+SiO2CaSiO3
4.下列情况下能通过置换反应得到铁的是( )
A.铜与氯化亚铁溶液常温下混合
B.一氧化碳通过灼热的三氧化二铁
C.氢气通入硫酸亚铁溶液
D.铝和四氧化三铁混合加热到高温
5.高炉炼铁生产中下列说法正确的是( )
A.还原氧化铁的还原剂是焦炭
B.采用富氧空气可以得到纯铁
C.加石灰石的目的主要是为了除去过量碳
D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿
6.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为2CuFeS2+O2===Cu2S+2FeS+SO2,下列说法正确的是( )
A.SO2是氧化产物
B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化
C.每生成1molCu2S,有4mol硫被氧化
D.每转移1.2mol电子,有0.2mol硫被氧化
7.下列物质中含铜元素的是( )
A.天石
B.孔雀石
C.赤铁矿
D.石灰石
8.铜在自然界存在于多种矿石中。
下列矿石的主要成分中铜元素的质量分数最高的是( )
A.黄铜矿 CuFeS2
B.斑铜矿 Cu5FeS4
C.辉铜矿 Cu2S
D.孔雀石 CuCO3·Cu(OH)2
9.下列说法中,正确的是( )
A.简单地说,金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来
B.金属冶炼过程中,被冶炼的金属只能被氧化
C.金属冶炼过程中,被冶炼的金属只能被还原
D.金属冶炼过程中,被冶炼的金属既可被氧化,也可被还原
10.下列说法中不正确的是( )
A.被冶炼的金属在其冶炼过程中得到电子被还原
B.冶炼金属时,必须加入一种物质作还原剂
C.金属由化合态变为游离态,一定是被还原
D.金属单质被发现和应用的越早,其活动性越弱
11.金属冶炼的实质是( )
A.金属元素失去电子
B.金属元素获得电子
C.金属元素被氧化了
D.金属元素可能被氧化,也可能被还原
12.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法中不正确的是( )
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.金属元素在自然界中都以化合态的形式存在
13.金属钙的冶炼方法是电解法,这一事实说明了( )
A.金属钙离子易得电子变成金属钙原子
B.金属钙是不活泼的金属元素
C.金属钙原子易失去电子变成钙离子
D.金属钙离子的氧化性很强
14.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的活动性强弱
15.我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。
书中描写到:
“金入于猛火,色不夺精光。
”这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下( )
A.活泼
B.稳定
C.易氧化
D.易还原
16.从金属被利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近几百年的事。
下列跟这个先后顺序有关的是( )
①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度 ⑤金属的延展性
A.①③
B.②⑤
C.③⑤
D.②④
17.下列关于金属在自然界中存在形态的说法正确的是( )
A.大多数金属在自然界中以单质的形式存在
B.金属在自然界中只能以化合态的形式存在
C.金属在自然界中都能以化合态和游离态两种形式存在
D.金属在自然界中的存在形态与其化学活泼性有关
18.下列关于金属在自然界中存在形态的说法不正确的是( )
A.地壳中含量最高的金属是铁,其次是铝
B.铝在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分是氧化铝)中
C.铁主要存在于铁矿石(磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等)中
D.金、铂等不活泼的金属以游离态形式存在
19.下列说法正确的是( )
A.铝是人类最早利用的金属材料
B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D.钠元素主要存在于海水和矿盐中
20.下列金属元素在自然界中以游离态存在的是( )
A.钠
B.镁
C.铝
D.金
21.下列元素在自然界既存在游离态又存在化合态的是( )
A.钠
B.铝
C.硅
D.硫
22.
(1)古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。
其冶炼方法如下:
将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭按一定比例混合加热到800℃,即得金光闪闪的“药金”。
①“药金”的主要成分是____________(填化学式)。
②有关冶炼的化学方程式是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某地出产的孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
①试写出该孔雀石在加热条件下分解的化学方程式:
________________________________________________________________________。
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法制取金属铜。
供选择的试剂有木炭、铁屑、生石灰、稀硫酸,不得另选其他试剂。
写出两种方法制取金属铜的化学方程式。
a.湿法冶炼:
_________________、__________________(可不填满,也可补充,下同)。
b.高温冶炼:
__________________________。
(3)利用一氧化碳还原赤铜矿(Cu2O)冶炼铜。
实验室可用如图所示装置进行实验,当硬质玻璃管中的反应结束时,应进行的实验操作是_________________________________________。
(4)利用辉铜矿(Cu2S)冶炼铜的原理如下:
Ⅰ.取一定质量的Cu2S在空气中高温焙烧,完全反应后生成一种铜的氧化物和二氧化硫;
Ⅱ.再取上述一半质量的Cu2S,与Ⅰ中生成的铜的氧化物混合均匀,隔绝空气高温煅烧,恰好完全反应,生成铜和二氧化硫。
结合质量守恒定律,推断这种铜的氧化物的化学式为________。
23.工业炼铁的基本生产流程如图所示,请回答下列问题。
(1)写出设备A的名称:
___________________________________________________。
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式:
__________________________。
(3)炼铁时焦炭的作用:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)石灰石的主要作用是造渣,造渣过程中涉及的主要反应有CaCO3CaO+CO2↑、____________________________________________(写化学方程式)。
24.古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。
其冶炼方法如下:
将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭按一定比例混合加热到800℃,即得金光闪闪的“药金”。
(1)“药金”的主要成分是____________(填化学式)。
(2)有关冶炼的化学方程式是_______________________________________________。
25.利用黄铜矿冶炼铜的主要原理:
8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
回答下列问题:
(1)该反应的氧化剂是__________,还原剂是________。
(2)该反应中每有2mol二氧化硫生成,反应中转移电子的物质的量是______________。
(3)下列有关判断合理的是____________。
A.避免污染,排放的尾气用98.3%的浓硫酸吸收
B.CuFeS2中铁显+2价,该反应中只有铜被还原
C.检验炉渣中含+2价铁的试剂是盐酸、硫氰化钾溶液和氯水
D.冶炼铜的废料可以冶炼铁和制硫酸
答案解析
1.D
【解析】 分别电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3(和冰晶石)来制取Na、Mg、Al,A、B、C三项均错。
2.C
【解析】 方案①中,用H2还原CuO时,加热前要先通H2,以排除装置中的空气,以防加热时爆炸,实验结束后需继续通一会儿H2,直到冷却为止,以防止Cu重新被空气中的O2氧化,因此,要制得1molCu需要的H2多于1mol,即需要的Fe多于1mol。
故等量的Fe按方案②制得Cu的量多。
3.B
【解析】 高温下石灰石首先分解产生CaO和CO2,生成的生石灰(碱性氧化物)可与SiO2(酸性氧化物)反应实现高炉造渣;生成的CO2可与碳反应提供一部分还原剂CO。
因无单质硅,所以没有B项所给的反应发生。
4.D
【解析】
5.D
【解析】 A项中,焦炭发生的反应:
C+O2CO2、CO2+C
2CO,其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质,A项错误;高炉炼铁得到的只是含碳量为2%~4.5%的生铁,不会得到纯铁,B项错误;加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰,继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣,除去杂质SiO2,故C项错误。
6.D
【解析】 由反应方程式知,CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S,CuFeS2中
的S化合价升高,被氧化为SO2;O2在反应后化合价降低,被还原为SO2,因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物,A项错误;CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;每生成1molCu2S,有1molS被氧化,C项错误;利用反应知转移6mole-,有1molS被氧化,D项正确。
7.B
【解析】 孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。
8.C
【解析】 设均含有2个Cu原子,比较“Fe2S4”“Fe
S
”“S”“H2CO5”的式量可知,Cu2S中铜的质量分数最高,CuFeS2中的Cu的质量分数最低。
9.C
【解析】金属冶炼的原理是利用氧化还原反应,把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。
在金属的冶炼过程中,被冶炼的金属只能得到电子被还原。
10.B
【解析】金属的冶炼实际上是把金属从其化合物中还原出来,金属的化合价由正价降低为0价,得到电子被还原;金属的活动性越弱,金属的获取越容易(如加热氧化银即可分解得到金属银),金属单质被发现和应用的越早。
11.B
【解析】大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在,在冶炼过程中金属的化合价由正价降低为0价,得到电子被还原。
12.D
【解析】大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在,在冶炼过程中金属的化合价由正价降低为0价,得到电子被还原;金属的活动性越强,对应的金属阳离子氧化性就越弱,该金属就越难冶炼;金属元素在自然界中大多数以化合态的形式存在,某些不活泼的金属(如金等)能以游离态的形式存在。
合金的性质与成分金属的性质不同(如合金比各成分金属的熔沸点低、硬度大)。
13.C
【解析】常用电解法冶炼的金属一般都是活泼金属。
钙是活泼金属,在化学反应中易失去电子,它对应的钙离子很难得电子被还原,钙离子的氧化性很弱。
14.D
【解析】金属的活动性越弱,金属的获取越容易,金属单质被发现和应用的越早。
15.B
【解析】金的活泼性弱,所以金的性质稳定,在强热条件下也不反应。
16.D
【解析】金属活动性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属离子还原,人们开发、利用的时间也就越早;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)。
17.D
【解析】金属在自然界中的存在形态与其化学活泼性有关,化学性质活泼的金属在自然界中总是以化合态存在,化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
18.A
【解析】地壳中含量最高的金属是铝,其次是铁。
金属在自然界中的存在形态与其化学活泼性有关,化学性质比较活泼的金属铝、铁等在自然界中以化合态存在,汞、金、铂等化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
19.D
【解析】最早使用的金属是铜,产量最大的是铁,大多数金属是以化合态存在于自然界,只有少量化学性质不活泼的金属如金、铂等以游离态存在于自然界。
20.D
【解析】金属在自然界中的存在形态与其化学活泼性有关,化学性质活泼性强的金属在自然界中总是以化合态存在,化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
21.C
【解析】钠和铝都是活泼性比较强的金属元素,在自然界中只存在化合态;硫是活泼性比较强的非金属元素,在自然界中也只存在化合态;硅在自然界中既存在游离态又存在化合态。
22.
(1)①Cu、Zn ②ZnCO3ZnO+CO2↑、
2ZnO+C
2Zn+CO2↑、2Cu2O+C
4Cu+CO2↑
(2)①Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
②a.CuO+H2SO4===CuSO4+H2O CuSO4+Fe===Cu+FeSO4 b.2CuO+C
2Cu+CO2↑
(3)先停止加热,继续通一氧化碳,防止新生成的铜被再次氧化
(4)Cu2O
【解析】
(1)高温下,ZnCO3分解生成ZnO和CO2,木炭将Cu2O、ZnO分别还原为Cu、Zn。
(3)反应结束时,先停止加热,继续通一氧化碳,直至试管冷却,防止新生成的铜被再次氧化。
(4)设n(Cu2S)=1mol,反应生成的铜的氧化物为CuxOy。
由题意和Cu原子守恒可知,Cu2S―→
CuxOy,
Cu2S+
CuxOy3Cu+
SO2,由O原子守恒,
=1,则x∶y=2∶1,即该铜的氧化物为Cu2O。
23.
(1)炼铁高炉
(2)Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2 (3)①产生热量(或提高炉温) ②生成还原剂CO(4)CaO+SiO2===CaSiO3
【解析】
24.
(1)Cu、Zn
(2)ZnCO3ZnO+CO2↑、
2ZnO+C
2Zn+CO2↑、2Cu2O+C
4Cu+CO2↑
【解析】 高温下,ZnCO3分解生成ZnO和CO2,木炭将Cu2O、ZnO分别还原为Cu、Zn。
25.
(1)CuFeS2 CuFeS2和O2
(2)12.5mol
(3)D
【解析】
(1)在该反应中,CuFeS2中铜的化合价降低、硫和部分铁的化合价升高,CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,氧气作氧化剂;
(2)由化学方程式知,每生成16mol二氧化硫转移电子100mol,若生成2mol二氧化硫时,则转移12.5mol电子;
(3)浓硫酸不能吸收二氧化硫;该反应中铜元素、氧元素化合价降低,二者被还原;在+3价铁存在下,应选用酸性高锰酸钾溶液检验+2价铁;炉渣中含有氧化铁和氧化亚铁,可以冶炼铁,二氧化硫可以用作制硫酸的原料。
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