資源簡介 第一單元 金屬的冶煉方法題組一 金屬的冶煉1.冶煉是一種提煉技術,是指用焙燒、熔煉、電解以及使用化學藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來;減少金屬中所含的雜質或增加金屬中某種成分,煉成所需要的金屬。下列說法正確的是( )A.加熱HgO制取HgB.電解熔融氯化鋁制取鋁C.電解飽和食鹽水來制取金屬鈉D.能利用鋁熱反應制取鎂2.下列說法正確的是( )A.金屬的冶煉原理,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,必須加入一種物質作為還原劑C.金屬由化合態變為游離態,可能被還原,也可能被氧化D.金屬單質被發現和利用得越早,其在地殼中的含量越大3.下表中金屬冶煉的原理與方法錯誤的是( )選項 冶煉原理 方法A 2HgO2Hg+O2↑ 熱分解法B 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 電解法C Cu2S+O22Cu+SO2 熱分解法D Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 高溫還原法4.冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法;②水煤氣法;③活潑金屬置換法;④電解法。四種方法在工業上均有應用,古代有:(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅;(Ⅱ)濕法煉銅?,F代有:(Ⅲ)鋁熱法煉鉻;(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。它們的冶煉方法對應不正確的是( )A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④題組二 鋁熱反應5.(2023·寧波高一期末)下列氧化物中不能與鋁粉發生鋁熱反應的是( )A.V2O5 B.Cr2O3C.MnO2 D.Na2O6.鋁熱反應(2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe)的實驗裝置如圖所示,有關該反應的下列說法正確的是( )A.a為鎂條B.b為氧化鐵與鋁粉的混合物C.2 mol氧化劑參與反應轉移電子的數目為6NAD.還原劑與氧化產物的物質的量之比為1∶2題組三 金屬冶煉在新情境下的應用7.生物煉銅是利用某些具有特殊本領的微生物幫助我們從礦石中提取銅,這些“吃巖石的細菌”能利用空氣中的氧氣將不溶性的CuS轉化為可溶性的銅的化合物,這種可溶性的銅的化合物是( )A.碳酸銅 B.硝酸銅C.硫酸銅 D.氫氧化銅8.鈦是一種活潑金屬,具有密度小、熔點高、可塑性強、機械強度高等性能。工業上常用硫酸分解鐵鈦礦石來制備二氧化鈦,用來冶煉鈦,主要有以下五個反應:①FeTiO3+2H2SO4===TiOSO4+FeSO4+2H2O②TiOSO4+2H2O===H2TiO3↓+H2SO4③H2TiO3TiO2+H2O④TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO⑤TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti針對以上五個反應,下列敘述錯誤的是( )A.反應①是非氧化還原反應B.反應②生成了兩種酸C.反應④中的TiO2是氧化劑D.反應⑤表現了金屬鎂比金屬鈦的還原性強題組四 高爐煉鐵及有關計算9.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.煉鐵是采用氧化劑將鐵從其化合物中氧化出來的方法C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質太活潑,人們通常采用電解熔融狀態下的氯化物的方式來獲取其金屬單質D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外,還用來制造還原劑一氧化碳10.在高溫下用足量一氧化碳還原m g四氧化三鐵得到n g鐵。已知氧的相對原子質量為16,則鐵的相對原子質量為( )A. B. C. D.11.(2023·青島高一檢測)下列元素在自然界中既有游離態又有化合態存在的是( )①N?、贠?、跢e?、蹸?、軳a?、轈aA.①②③④ B.①②④C.①③④⑥ D.全部12.用足量的CO還原32.0 g某種氧化物,將生成的氣體通入足量澄清石灰水中,得到60 g沉淀,則該氧化物是( )A.FeO B.Fe2O3C.CuO D.Cu2O13.火法煉銅首先要焙燒黃銅礦,其反應為2CuFeS2+O2焙燒,Cu2S+2FeS+SO2,下列說法正確的是( )A.SO2只是氧化產物B.CuFeS2只是還原劑,硫元素被氧化C.每生成1 mol Cu2S,有4 mol硫被氧化D.每轉移1.2 mol電子,有0.2 mol硫被氧化14.鋁是一種很重要的金屬,可以發生一系列反應制備物質,如圖所示:下列說法錯誤的是( )A.反應①又稱鋁熱反應,可用于野外焊接鐵軌B.反應②、③都有氫氣生成,產生等量的氫氣時轉移的電子數相等C.常用反應⑥制備Al(OH)3,方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液D.工業上用反應⑦制備鋁時,常加入冰晶石以降低氧化鋁的熔融溫度15.鋼鐵工業對促進經濟和社會的發展具有重要的意義,現代煉鐵的主要方法是高爐煉鐵。其設備如圖所示。煉鐵的爐料(鐵礦石、焦炭、石灰石等)由高爐的頂部投入,原料在下降過程中與高爐氣氣流在爐身部分發生作用。請回答下列問題:(1)焦炭在煉鐵的過程中所起的作用是__________________________________________。(2)采用爐料從上部加入,熱空氣從下部通入的工藝,其目的是__________________________。(3)寫出以赤鐵礦為原料的煉鐵高爐中發生的主要化學反應:___________________________。(4)高爐氣中含有的主要氣態污染物是________,若直接排放將污染空氣,因此應回收利用,請寫出該污染物的一種用途:_______________________________________。16.用教材中的實驗裝置進行鋁熱反應實驗時,存在紙漏斗易燃燒、火星四射等問題,某校化學興趣小組同學為了解決這些問題將實驗裝置做了如下改進(如圖A所示)。取磁性氧化鐵在圖A裝置中進行鋁熱反應,冷卻后得到“鐵塊”混合物。(1)實驗中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條作引火劑,其原因是________________________。(2)該鋁熱反應的化學方程式為__________________________________________________。(3)取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量,放入如圖B所示裝置中,滴入足量NaOH溶液充分反應,測量生成氣體的體積以求得樣品中殘留鋁的質量分數。試回答下列問題:①量氣管在讀數時必須進行的操作是______________________________________________。②取1 g樣品進行上述實驗,共收集到44.8 mL(標準狀況下)氣體,則“鐵塊”中鋁的質量分數為________________________________________________________________________。③圖B裝置中分液漏斗上端和試管用橡膠管連通,除了可以平衡壓強讓液體順利滴入試管之外,還可以起到降低實驗誤差的作用。如果裝置沒有橡膠管,則測得的“鐵塊”中鋁的質量分數將會________(填“偏大”或“偏小”)。17.鋁土礦(主要成分為Al2O3,還有少量雜質,雜質不溶于NaOH溶液)是提取氧化鋁的原料。提取氧化鋁的工藝流程如下:(1)請用離子方程式表示以上工藝流程中第①步反應:_________________________________。(2)寫出以上工藝流程中第③步反應的化學方程式:__________________________________。(3)步驟④所需進行的實驗操作是__________________________________________________。(4)金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下會發生劇烈的反應。該反應的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________。請舉一例該反應的用途:__________________。電解熔融氧化鋁制取金屬鋁,若有0.6 mol電子發生轉移。理論上能得到金屬鋁的質量是____________。題組一 金屬的冶煉1.冶煉是一種提煉技術,是指用焙燒、熔煉、電解以及使用化學藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來;減少金屬中所含的雜質或增加金屬中某種成分,煉成所需要的金屬。下列說法正確的是( )A.加熱HgO制取HgB.電解熔融氯化鋁制取鋁C.電解飽和食鹽水來制取金屬鈉D.能利用鋁熱反應制取鎂答案 A解析 工業上常用電解熔融的Al2O3、NaCl分別制取鋁、鈉,Mg活動性比Al強,不能利用鋁熱反應制取鎂,故B、C、D錯誤。2.下列說法正確的是( )A.金屬的冶煉原理,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,必須加入一種物質作為還原劑C.金屬由化合態變為游離態,可能被還原,也可能被氧化D.金屬單質被發現和利用得越早,其在地殼中的含量越大答案 A解析 A項,金屬冶煉是將金屬化合物轉化為金屬單質的過程,正確;B項,冶煉金屬并不一定要加入還原劑,如電解法制取鈉和鎂,錯誤;C項,金屬由化合態變為游離態,都是由高價態降低到0價,故一定被還原,錯誤;D項,金屬被發現的早晚與其在地殼中的含量無關,如在地殼的金屬元素中鋁的含量雖然最大,但被發現的時間卻比鐵、銅晚得多,錯誤。3.下表中金屬冶煉的原理與方法錯誤的是( )選項 冶煉原理 方法A 2HgO2Hg+O2↑ 熱分解法B 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 電解法C Cu2S+O22Cu+SO2 熱分解法D Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 高溫還原法答案 C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等用高溫還原法冶煉,不活潑金屬Hg、Ag等用熱分解法冶煉,故A、B、D三項正確,C項錯誤。4.冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法;②水煤氣法;③活潑金屬置換法;④電解法。四種方法在工業上均有應用,古代有:(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅;(Ⅱ)濕法煉銅?,F代有:(Ⅲ)鋁熱法煉鉻;(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。它們的冶煉方法對應不正確的是( )A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④答案 B解析 (Ⅰ)火燒孔雀石是采用焦炭法冶煉金屬銅,對應方法①,A正確;(Ⅱ)濕法煉銅是采用金屬置換法冶煉金屬銅,對應方法③,B錯誤;(Ⅲ)鋁熱反應是采用金屬置換法冶煉金屬,對應方法③,C正確;(Ⅳ)從光鹵石中冶煉金屬鎂是采用電解熔融氯化鎂的方法,對應方法④,D正確。題組二 鋁熱反應5.(2023·寧波高一期末)下列氧化物中不能與鋁粉發生鋁熱反應的是( )A.V2O5 B.Cr2O3C.MnO2 D.Na2O答案 D解析 鋁熱反應的實質為金屬單質之間的置換反應,能跟鋁粉組成鋁熱劑的金屬氧化物對應的金屬活動性應比鋁弱。V、Cr、Mn的活動性均弱于Al,V2O5、Cr2O3、MnO2均可與Al發生鋁熱反應,故A、B、C不選;Na的活動性強于Al,Na2O不能與Al發生鋁熱反應,故D選。6.鋁熱反應(2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe)的實驗裝置如圖所示,有關該反應的下列說法正確的是( )A.a為鎂條B.b為氧化鐵與鋁粉的混合物C.2 mol氧化劑參與反應轉移電子的數目為6NAD.還原劑與氧化產物的物質的量之比為1∶2答案 A解析 a為鎂條,起引燃作用,A項正確;b為氯酸鉀,B項錯誤;該反應中的氧化劑是氧化鐵,2 mol氧化鐵參與反應轉移電子的數目為12NA,C項錯誤;該反應中還原劑是鋁,氧化產物是氧化鋁,還原劑和氧化產物的物質的量之比為2∶1,D項錯誤。題組三 金屬冶煉在新情境下的應用7.生物煉銅是利用某些具有特殊本領的微生物幫助我們從礦石中提取銅,這些“吃巖石的細菌”能利用空氣中的氧氣將不溶性的CuS轉化為可溶性的銅的化合物,這種可溶性的銅的化合物是( )A.碳酸銅 B.硝酸銅C.硫酸銅 D.氫氧化銅答案 C解析 生物煉銅是一項成本低、污染小、反應簡單、前景廣闊的新興煉銅技術,其利用“吃巖石的細菌”將不溶性的硫化銅轉化為可溶性的硫酸銅,而使銅的冶煉變得簡單。8.鈦是一種活潑金屬,具有密度小、熔點高、可塑性強、機械強度高等性能。工業上常用硫酸分解鐵鈦礦石來制備二氧化鈦,用來冶煉鈦,主要有以下五個反應:①FeTiO3+2H2SO4===TiOSO4+FeSO4+2H2O②TiOSO4+2H2O===H2TiO3↓+H2SO4③H2TiO3TiO2+H2O④TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO⑤TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti針對以上五個反應,下列敘述錯誤的是( )A.反應①是非氧化還原反應B.反應②生成了兩種酸C.反應④中的TiO2是氧化劑D.反應⑤表現了金屬鎂比金屬鈦的還原性強答案 C解析 在反應①中沒有元素化合價的變化;反應④中鈦元素和氧元素的化合價不變,Cl2是氧化劑;反應⑤中,鎂是還原劑,鈦是還原產物,所以鎂的還原性強于鈦。題組四 高爐煉鐵及有關計算9.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.煉鐵是采用氧化劑將鐵從其化合物中氧化出來的方法C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質太活潑,人們通常采用電解熔融狀態下的氯化物的方式來獲取其金屬單質D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外,還用來制造還原劑一氧化碳答案 D解析 鐵用CO還原法煉制,用鋁熱法煉制成本太高,A錯誤;煉鐵是采用還原劑將鐵從其化合物中還原出來的方法,B錯誤;AlCl3是共價化合物,其熔融態不導電,工業上用電解熔融Al2O3的方法制取鋁,C錯誤;高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應產生熱量和制造還原劑一氧化碳,D正確。10.在高溫下用足量一氧化碳還原m g四氧化三鐵得到n g鐵。已知氧的相對原子質量為16,則鐵的相對原子質量為( )A. B. C. D.答案 B解析 設鐵的相對原子質量為x,則Fe3O4+4CO3Fe+4CO23x+64 3xm n=,x=。11.(2023·青島高一檢測)下列元素在自然界中既有游離態又有化合態存在的是( )①N ②O?、跢e?、蹸?、軳a?、轈aA.①②③④ B.①②④C.①③④⑥ D.全部答案 A解析?、貼在自然界中既有游離態又有化合態存在,如N2、硝酸鹽,符合題意;②O在自然界中既有游離態又有化合態存在,如O2、氧化物,符合題意;③Fe在自然界中既有游離態又有化合態存在,如隕鐵、鐵的氧化物,符合題意;④C在自然界中既有游離態又有化合態存在,如金剛石、CO2,符合題意;⑤Na、⑥Ca非常活潑,在自然界中都以化合態存在,無游離態的Na、Ca,不符合題意。12.用足量的CO還原32.0 g某種氧化物,將生成的氣體通入足量澄清石灰水中,得到60 g沉淀,則該氧化物是( )A.FeO B.Fe2O3C.CuO D.Cu2O答案 B解析 n(CaCO3)==0.6 mol,由于1 mol CO與氧化物反應后變成1 mol CO2,奪取了氧化物中的1 mol O,故可知32.0 g氧化物中含氧原子0.6 mol,氧元素的質量為9.6 g,則氧化物中金屬元素的質量為22.4 g,若金屬元素為Fe,則兩元素的物質的量之比為=,若金屬元素為Cu,則兩元素的物質的量之比為=,故B正確。13.火法煉銅首先要焙燒黃銅礦,其反應為2CuFeS2+O2焙燒,Cu2S+2FeS+SO2,下列說法正確的是( )A.SO2只是氧化產物B.CuFeS2只是還原劑,硫元素被氧化C.每生成1 mol Cu2S,有4 mol硫被氧化D.每轉移1.2 mol電子,有0.2 mol硫被氧化答案 D解析 由反應的化學方程式知,CuFeS2中Cu化合價降低被還原為Cu2S,CuFeS2中的S化合價升高,被氧化為SO2;O2中的O化合價降低,被還原為SO2,因此可知SO2既是氧化產物又是還原產物,A項錯誤;CuFeS2既是氧化劑又是還原劑,B項錯誤;每生成1 mol Cu2S,有1 mol硫被氧化,C項錯誤;利用反應知每轉移6 mol e-,有1 mol硫被氧化,D項正確。14.鋁是一種很重要的金屬,可以發生一系列反應制備物質,如圖所示:下列說法錯誤的是( )A.反應①又稱鋁熱反應,可用于野外焊接鐵軌B.反應②、③都有氫氣生成,產生等量的氫氣時轉移的電子數相等C.常用反應⑥制備Al(OH)3,方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液D.工業上用反應⑦制備鋁時,常加入冰晶石以降低氧化鋁的熔融溫度答案 C解析 反應①為鋁熱反應,因反應劇烈放熱,生成熔融的鐵水,可用于野外焊接鐵軌,A正確;Al既能與酸反應放出氫氣又能與堿反應放出氫氣,根據化合價的變化,產生等量的氫氣時轉移的電子數相等,B正確;Al(OH)3具有兩性,因此制備時不使用強酸、強堿,用Al2(SO4)3溶液制備Al(OH)3沉淀應選用氨水,C錯誤;Al2O3熔點高,電解時要耗費更多的能源,加入冰晶石與氧化鋁形成共熔物,可降低氧化鋁的熔融溫度,D正確。15.鋼鐵工業對促進經濟和社會的發展具有重要的意義,現代煉鐵的主要方法是高爐煉鐵。其設備如圖所示。煉鐵的爐料(鐵礦石、焦炭、石灰石等)由高爐的頂部投入,原料在下降過程中與高爐氣氣流在爐身部分發生作用。請回答下列問題:(1)焦炭在煉鐵的過程中所起的作用是__________________________________________。(2)采用爐料從上部加入,熱空氣從下部通入的工藝,其目的是__________________________。(3)寫出以赤鐵礦為原料的煉鐵高爐中發生的主要化學反應:___________________________。(4)高爐氣中含有的主要氣態污染物是________,若直接排放將污染空氣,因此應回收利用,請寫出該污染物的一種用途:_______________________________________。答案 (1)既提供熱量,又產生還原劑CO(2)采用逆流接觸操作,使礦石與還原性氣體充分接觸、反應(3)C+O2CO2,CO2+C2CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(4)CO 用作燃料(或還原劑)解析 (1)焦炭在煉鐵的過程中既作為能源提供反應所需要的能量,同時生成CO作為還原劑,還原出鐵礦石中的Fe。(2)采用爐料從上部加入,熱空氣從下部通入的工藝,主要是采用逆流操作,不僅利于礦石與還原性氣體充分接觸,還增加了接觸時間,利于反應。(3)煉鐵高爐中發生的主要反應就是還原劑的生成及生成鐵的反應。(4)高爐氣的主要成分有CO、CO2等,其主要氣態污染物是有毒的CO;回收利用CO,可用作燃料或還原劑等。16.用教材中的實驗裝置進行鋁熱反應實驗時,存在紙漏斗易燃燒、火星四射等問題,某?;瘜W興趣小組同學為了解決這些問題將實驗裝置做了如下改進(如圖A所示)。取磁性氧化鐵在圖A裝置中進行鋁熱反應,冷卻后得到“鐵塊”混合物。(1)實驗中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條作引火劑,其原因是________________________。(2)該鋁熱反應的化學方程式為__________________________________________________。(3)取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量,放入如圖B所示裝置中,滴入足量NaOH溶液充分反應,測量生成氣體的體積以求得樣品中殘留鋁的質量分數。試回答下列問題:①量氣管在讀數時必須進行的操作是______________________________________________。②取1 g樣品進行上述實驗,共收集到44.8 mL(標準狀況下)氣體,則“鐵塊”中鋁的質量分數為________________________________________________________________________。③圖B裝置中分液漏斗上端和試管用橡膠管連通,除了可以平衡壓強讓液體順利滴入試管之外,還可以起到降低實驗誤差的作用。如果裝置沒有橡膠管,則測得的“鐵塊”中鋁的質量分數將會________(填“偏大”或“偏小”)。答案 (1)蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe(3)①冷卻至常溫并調節量氣管使左右液面相平②3.6%?、燮?br/>解析 (1)濃硫酸能使蔗糖脫水并放出大量的熱,可作引火劑。(2)Al還原Fe3O4生成Fe和Al2O3,化學方程式為8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。(3)①因為氣體的體積受溫度和壓強影響,所以量氣管在讀數時必須進行的操作是冷卻至常溫并調節量氣管使左右液面相平。②根據Al與NaOH溶液反應的化學方程式2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,m(Al)=n(Al)×27 g·mol-1=n(H2)×27 g·mol-1=××27 g·mol-1=0.036 g,則“鐵塊”中鋁的質量分數為×100%=3.6%。③如果裝置沒有橡膠管,隨著長頸漏斗中液體流下,試管中壓強增大,會導致排入量氣管中的液體增多,造成氣體讀數偏大,即測得的“鐵塊”中鋁的質量分數偏大。17.鋁土礦(主要成分為Al2O3,還有少量雜質,雜質不溶于NaOH溶液)是提取氧化鋁的原料。提取氧化鋁的工藝流程如下:(1)請用離子方程式表示以上工藝流程中第①步反應:_________________________________。(2)寫出以上工藝流程中第③步反應的化學方程式:__________________________________。(3)步驟④所需進行的實驗操作是__________________________________________________。(4)金屬鋁與氧化鐵混合在高溫下會發生劇烈的反應。該反應的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________。請舉一例該反應的用途:__________________。(5)電解熔融氧化鋁制取金屬鋁,若有0.6 mol電子發生轉移。理論上能得到金屬鋁的質量是____________。答案 (1)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O(2)NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 (3)過濾 (4)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 焊接鋼軌 (5)5.4 g解析 (1)Al2O3和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水,反應的實質是Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。(2)向偏鋁酸鈉中通入過量的二氧化碳可以生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉,發生的反應為NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3。(3)由上述分析可知步驟④是過濾得到氫氧化鋁沉淀的操作。(4)金屬鋁在高溫下可以和氧化鐵發生鋁熱反應,反應的化學方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,獲得金屬鐵,鐵以鐵水的形式生成,這樣可以用來焊接鋼軌。(5)電解熔融氧化鋁制取金屬鋁:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,2 mol Al2O3反應轉移12 mol電子,若有0.6 mol電子發生轉移,則能得到金屬鋁的質量是 mol×27 g·mol-1=5.4 g。 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫