2018高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.2.1 從礦石中獲得金屬課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升 新人教版選修2.doc

第1課時(shí)從礦石中獲得金屬課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升1在煉鐵、煉鋼過(guò)程中都有碳參加反應(yīng)。下列有關(guān)碳參加反應(yīng)的敘述正確的是()A.兩個(gè)過(guò)程中碳原子都被氧化,都只起著提供熱源的作用B.煉鐵過(guò)程中碳被氧化,既起產(chǎn)生熱量的作用,又起產(chǎn)生CO的作用C.煉鋼過(guò)程中碳被還原,從而達(dá)到降低含碳量的目的D.煉鐵過(guò)程中碳參加反應(yīng),只起產(chǎn)生CO的作用解析：在煉鐵時(shí),焦炭的主要作用有兩個(gè):一是通過(guò)焦炭燃燒放出大量熱,提供煉鐵過(guò)程所需的熱量;二是產(chǎn)生煉鐵所需的還原劑CO。在煉鐵過(guò)程中碳被氧化。煉鋼時(shí)用來(lái)降低碳含量的主要反應(yīng)為C+FeOCO+Fe,這個(gè)反應(yīng)在碳被氧化的同時(shí)吸收熱量。答案：B2把生鐵冶煉成碳素鋼的主要目的是()A.把生鐵提純,除生鐵中雜質(zhì)B.加入各種元素,改善生鐵的性能C.用還原劑把氧化亞鐵還原成鐵D.適當(dāng)降低生鐵含碳量,除去大部分硫、磷等雜質(zhì)解析：生鐵與鋼的主要區(qū)別在于含碳量不同,以生鐵為原料,通過(guò)降低碳的含量而煉制鋼。答案：D3下列反應(yīng)原理中,不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是()A.2Ag2O4Ag+O2B.2Al2O3(熔融)4Al+3O2C.2MgO2Mg+O2D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2答案：C4下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是()A.電解熔融的氯化鋁制鋁B.電解熔融的氯化鎂制鎂C.電解氯化鈉溶液制鈉D.高溫下用H2還原氧化鎂制鎂解析：氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁,A錯(cuò)誤;含Na+、Mg2+、Al3+的水溶液電解時(shí),H+被還原,因而電解這樣的水溶液是得不到金屬單質(zhì)的,C錯(cuò)誤;比Al活潑的金屬很難用一般的還原劑(如H2、CO、C等)把它們從化合物中還原出來(lái)。MgO的熔點(diǎn)很高,工業(yè)上制取鎂是采用電解熔融MgCl2的方法,D錯(cuò)誤。答案：B5金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同B.工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融的氯化物制得的C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D.越活潑的金屬越難冶煉解析：金屬鎂的制備是通過(guò)電解熔融的氯化鎂,而金屬鋁是通過(guò)電解熔融的氧化鋁得到,因?yàn)槁然X是共價(jià)化合物,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中,鈉離子被還原,氯離子被氧化B.濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C.用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中,1 mol Fe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移9 mol e-D.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中,放出的熱量能使鐵熔化解析：由Fe3O4+8e-3Fe,知1 mol Fe3O4(磁鐵礦)被還原為Fe時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)移8 mol電子。答案：C7用氫氣、碳、一氧化碳分別與等質(zhì)量的氧化鐵在高溫下反應(yīng),使氧化鐵中的鐵全部還原出來(lái),消耗氫氣、碳、一氧化碳的質(zhì)量比為()A.111B.1314C.1614D.212解析：等質(zhì)量的氧化鐵在反應(yīng)時(shí)得到的電子的物質(zhì)的量是相等的,所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒原則,可知?dú)錃?、碳、一氧化碳在反?yīng)中要失去等物質(zhì)的量的電子。三者都失去4 mol電子時(shí),氫氣需要2 mol,質(zhì)量是4 g;碳需要1 mol,質(zhì)量是12 g;一氧化碳需要2 mol,質(zhì)量是56 g。答案：B8鉛的冶煉大致過(guò)程如下:富集:將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選;焙燒:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗鉛:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。下列說(shuō)法正確的是()A.浮選法富集方鉛礦的過(guò)程屬于化學(xué)變化B.方鉛礦焙燒反應(yīng)中,PbS是還原劑,還原產(chǎn)物只有PbOC.整個(gè)冶煉過(guò)程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子D.將1 mol PbS完全冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳解析：焙燒方鉛礦(PbS)的反應(yīng)中還原劑是PbS,還原產(chǎn)物是PbO和SO2,B錯(cuò)誤;冶煉過(guò)程中,由1 mol PbS制取1 mol Pb轉(zhuǎn)移4 mol電子,C錯(cuò)誤;Pb的冶煉過(guò)程:2PbS2PbO2 mol Pb,因此,1 mol PbS完全冶煉成Pb,理論上至少需要0.5 mol C,即6 g碳。答案：D9把1 g含脈石(SiO2)的黃鐵礦樣品在氧氣流中灼燒,反應(yīng)完全后得0.78 g殘?jiān)?則此黃鐵礦的純度是()A.33%B.66%C.78%D.88%解析：本題采用差量法計(jì)算。設(shè)1 g樣品中含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為x。4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2質(zhì)量差(m)41202160480-320=160x1 g-0.78 g=0.22 gg黃鐵礦的純度答案：B10古代的“藥金”外觀與金相似,常被誤認(rèn)為是金子,冶煉方法如下:將碳酸鋅、赤銅(Cu2O)、木炭混合加熱到800 ,得到金光閃閃的“藥金”。(1)藥金的主要成分是。(2)有關(guān)冶煉的化學(xué)方程式是。解析：高溫下碳酸鋅分解成氧化鋅和二氧化碳,木炭將赤銅和氧化鋅還原成銅和鋅。答案：(1)鋅和銅(2)ZnCO3ZnO+CO2,2Cu2O+C4Cu+CO2,2ZnO+C2Zn+CO211冶煉金屬一般有下列四種方法:焦炭法;水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法;活潑金屬置換法;電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。(1)請(qǐng)對(duì)下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析,從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號(hào)填入表中空格:火燒孔雀石煉銅濕法煉銅鋁熱法煉鉻從光鹵石中煉鎂火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫(xiě)主要的兩個(gè)):、。(2)請(qǐng)?jiān)倥e出使用活潑金屬置換法和電解法冶煉金屬的例子各一個(gè)(用化學(xué)方程式表示):;。解析：火燒孔雀石煉銅和鋁熱法煉鉻都屬于熱還原法。濕法煉銅和鋁熱法煉鉻都屬于活潑金屬置換法。從光鹵石中煉鎂屬于電解法。答案：(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2OC+2CuO2Cu+CO2(2)4Al+3MnO23Mn+2Al2O32NaCl(熔融)2Na+Cl2(其他合理答案也可)12鋼鐵工業(yè)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起了重要作用。(1)煉鐵高爐分為五部分,鐵礦石與高溫煤氣主要在部分發(fā)生反應(yīng),在部分開(kāi)始生成生鐵和爐渣。(2)煉鋼時(shí),加入硅、錳和鋁的目的是。(3)煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中,尾氣均含有的主要污染物是。從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)角度考慮,上述尾氣經(jīng)處理可用作。解析：(1)煉鐵高爐內(nèi),鐵礦石的還原和生鐵的生成主要在爐身和爐腰兩部分。(2)煉鋼時(shí)加入硅、錳等目的是脫除過(guò)量的氧,調(diào)整鋼中的硅、錳等含量。(3)煉鐵和煉鋼的尾氣中均含有CO氣體,會(huì)污染大氣,應(yīng)回收利用。答案：(1)爐身爐腰(2)脫氧和調(diào)整鋼的成分(3)CO燃料(或還原劑)13鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下:以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出反應(yīng)1的化學(xué)方程式:。(2)濾液中加入CaO生成的沉淀是,反應(yīng)2的離子方程式為。(3)E可作為建筑材料,化合物C是,寫(xiě)出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式:。(4)電解制鋁的化學(xué)方程式是。以石墨為電極,陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體的成分是。解析：鋁土礦中含有的Al2O3和SiO2,均能與NaOH溶液反應(yīng),所以反應(yīng)1的化學(xué)方程式為:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O和2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。濾液中加入CaO,Na2SiO3與CaO反應(yīng)生成CaSiO3沉淀;B煅燒得Al2O3,則B為Al(OH)3,反應(yīng)2通入的氣體A應(yīng)為CO2,反應(yīng)的離子方程式為2A+由流程圖知?dú)怏wD為HF,E為建筑材料,則可判斷C應(yīng)為濃硫酸,產(chǎn)物E為CaSO4。電解熔融氧化鋁的化學(xué)方程式為2Al2O34Al+3O2。以石墨為電極,陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)為2O2-4e-O2,石墨與生成的O2反應(yīng)生成CO2或CO,所以陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體的成分是O2、CO2(或CO)。答案：(1)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2)CaSiO32A+(3)濃硫酸12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(4)2Al2O34Al+3O2O2、CO2(或CO)14金屬熱還原法廣泛用于冶金過(guò)程中。用金屬A(或其合金)作還原劑在高溫下將另一種金屬B的化合物還原以制取金屬B(或其合金)的方法,通常是按還原劑來(lái)命名。(1)用鋁作還原劑生產(chǎn)金屬鉻,稱為鋁熱法?；瘜W(xué)方程式為。鋁的親氧性除用于冶煉難熔金屬外,還用于制取耐高溫的金屬陶瓷。例如將鋁粉、石墨和二氧化鈦或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物按一定比例混合均勻,然后在高溫下煅燒,即生成耐熱的(TiC),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)用硅作還原劑還原V2O3冶煉釩,稱為硅熱法?；瘜W(xué)方程式為。硅(特別是硅鐵)的價(jià)格比鋁低,所以硅熱法在鐵合金及某些金屬的生產(chǎn)中占有重要地位。但硅的還原能力不如鋁。為使硅熱還原更易進(jìn)行,常加入CaO作溶劑,試分析加入CaO的作用。(3)試寫(xiě)出用鎂熱還原TiCl4生產(chǎn)海綿鈦的化學(xué)方程式。解析：根據(jù)題目信息“用金屬A(或其合金)作還原劑在高溫下將另一種金屬B的化合物還原以制取金屬B(或其合金)的方法,通常是按還原劑來(lái)命名。”可知鋁熱法就是利用鋁作還原劑制取金屬,硅熱法就是利用硅作還原劑制取金屬。答案：(1)2Al+Cr2O32Cr+Al2O34Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC(2)3Si+2V2O34V+3SiO2使之與反應(yīng)產(chǎn)物SiO2結(jié)合成CaSiO3,使反應(yīng)更容易進(jìn)行(3)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti