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1、4-1-1 金属矿物的开发利用一、 选择题1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【解析】 由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。【答案】 D2(双选)(2017厦门高一检测)下列化工生产原理正确的是()A用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠B用钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁C电解氯化铝溶液制取铝D炼铁高炉中所发生的反应既有放热反应，也有吸热反应【解析】 电解熔融氯化钠可制取金属钠和氯气，A正
2、确；金属钠性质活泼，当加入到盐溶液中时先与水反应生成氢气和氢氧化钠，生成物再与盐发生复分解反应，B错误；电解氯化铝溶液生成氢气和氯气，得不到铝，C错误；炼铁高炉中所发生的反应既有放热反应，也有吸热反应，如CO2 CO2和CO22CO为放热反应，Fe2O33CO2Fe3CO2和CO2C2CO为吸热反应，D正确。【答案】 AD3由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是()AFe2O3 BNaClCCu2S DAlCl3【解析】 排在铝(包含铝)之前的活泼金属应用电解法冶炼，B正确；由Fe2O3冶炼铁应用热还原法，由Cu2S冶炼铜属火法炼铜，反应为Cu2SO22CuSO2，冶炼铝应电解Al2O3。【答
3、案】 B4金属K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下：KNaKClNaCl熔点()63.6597.8770801沸点()774882.91 500(升华)1 431根据平衡移动原理可推知，用Na与KCl反应制K的适宜温度是()A97.8770 B770774 C774882.9 D1 4131 500 【解析】 在金属活动性顺序表中，Na排在K的后面，似乎不能从K的熔融盐中置换出K。但将Na与KCl共熔，其共熔体中Na、K、Cl和e自由移动，如果继续加热，则Na、K、NaCl和KCl先沸
4、腾者先逸出。工业上，就是采用这种原理用Na还原K的，因为K的沸点比Na、NaCl、KCl的沸点都低，且低于NaCl的熔点。【答案】 C5下列关于铝热反应2AlFe2O3 Al2O32Fe的说法不正确的是()A该反应中Al作还原剂B该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为12C该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子D该反应可用于焊接钢轨【解析】 在反应2AlFe2O3Al2O32Fe中，Al作还原剂，Al2O3为氧化产物，Fe为还原产物，n(Al2O3)n(Fe)12；该反应中每冶炼1 mol Fe，转移3 mol电子；铝热反应在工业生产中可用于焊接钢轨。【答案】 C6把铝粉和氧化亚铁粉
5、末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体的质量比是()A32 B23C11 D289【解析】 本题应分析两个过程中电子转移的数目。铝置换出铁，铁再和盐酸反应生成H2和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同，化学方程式如下：2Al3FeOAl2O33Fe，3Fe6HCl3FeCl23H2；2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2；由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为11。【答案】 C7有0.4 g铁的氧化物用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量澄清石灰水中，得到0.7
6、5 g固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为()AFeO BFe2O3CFe3O4 DFeO、Fe2O3【解析】 0.75 g固体沉淀物为碳酸钙，其物质的量为0.007 5 mol，这种铁的氧化物的化学式为FexOy，FexOyyCOxFeyCO2(56x16y) gy mol04 g0.007 5 mol得：xy23。【答案】 B二、非选择题8下图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：(1)该实验装置中还缺_。引发铝热反应的操作为_。(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应_发生(填“能”或“不能”)，理由是_。(3)铝热反应的用途有哪些_。【解析】 (1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应，同时促使
7、KClO3分解产生O2，使镁条快速燃烧。(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg。【答案】 (1)镁条和氯酸钾在混合物中间插一根长度约10厘米的镁条，上端弯曲，将氯酸钾放在混合物上镁条的周围，用燃着的小木条(或另一根点燃的镁条)点燃镁条(2)不能镁比铝活泼，铝不能置换镁(3)用于焊接钢轨；冶炼某些熔点高的金属9(2016大连高一检测)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Fe2O3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_。先停止通入CO先熄灭酒精灯，并继续通入CO熄灭
8、酒精灯，同时停止通入CO先熄灭酒精灯，继续通入CO至被还原的铁粉冷却至室温，并点燃排出的CO气体【解析】 (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，开始发生反应时，氧化铁被还原成铁，同时生成的二氧化碳遇石灰水变浑浊；(2)可见浅蓝色的火焰，因CO有毒，为防止CO污染空气，必须点燃或用其他方法处理未反应的CO，如用气球收集；(3)先熄灭酒精灯，继续通入CO至被还原的铁粉冷却至室温，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。【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
9、空气，必须点燃或用其他方法处理未反应的CO，如用气球收集(3)10在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。甲、乙两位同学分别设计了如下两个制铜实验方案。甲：CuO溶于适量稀硫酸中；在的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。乙：铁与稀硫酸反应得氢气；用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系(填选项的标号)_。A相同 B甲多C乙多 D以上三种情况均有可能(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制的铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因：_，完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入_，不断搅拌，然后_即得到纯净的铜 。【解析】 (1)在用氢气还原氧化铜的反应中，应选通入H2，赶走空气，然后才能加热，并且反应结束后应先撤去酒精灯，再停止通入H2，因此所制得的H2并没有全部参与CuO的还原，故生成的铜少。(2)甲方案中铁过量，并且过滤后没有洗涤，产物中混有铁粉也可能混有FeSO4。而乙方案中可能混有CuO，应加入稀硫酸除去CuO。【答案】 (1)B(2)产物中可能混有铁并且没有洗涤过量稀硫酸过滤、洗涤，烘干7