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高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法测试题
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这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法测试题，共7页。
[基础过关练]
1．下列说法中正确的是( )
A．金属冶炼就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化
D．金属单质被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越大
A [A项，金属冶炼是将金属化合物转化为金属单质，正确；B项，冶炼金属并不一定要加入还原剂，如电解法制取钠和镁，错误；C项，金属由化合态变为游离态，都是由高价态降低到0价，故一定被还原，错误；D项，金属被发现的早晚与其在地壳中的含量无关，如铝虽然在地壳中的含量最大，但被发现的时间却比铁、铜晚得多，错误。]
2．下列金属元素在自然界中能够以游离态形式存在的是( )
A．K B．Na C．Ca D．Au
D [金化学性质稳定，在自然界能够以游离态形式存在。]
3．分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，下列关于所得金属纯度的说法正确的是( )
A．用氢气的纯度高
B．用金属的纯度高
C．二者相同
D．无法比较
A [过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。]
4．铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为( )
A．铝具有还原性
B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜
D．冶炼反应放出大量的热
B [铝具有导电性与铝热反应无关。]
5．不能用热分解法制得的金属是( )
①Fe ②Ag ③Mg ④Hg
A．①③B．②④
C．①④D．②③
A [热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼，它们的化合物大多不稳定，比如氧化银受热时能够分解为相应的金属单质，而活泼金属的化合物一般相当稳定，加热很难分解。因此，比较活泼的铁和镁不能够通过热分解法制得。]
6．热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A．氧化还原反应B．置换反应
C．复分解反应D．分解反应
A [热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋3CO2，但一定是氧化还原反应。]
7．下列说法正确的是( )
A．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
B．钢铁厂用高温还原法冶炼铁
C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应
D．MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(煅烧))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
B [电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到单质钠，A错误；电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应，C错误；工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO，D错误。]
8．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是( )
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
D [A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，铝被广泛使用的原因是其具有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。]
9．利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋Al2O3
B．该反应会产生高温，发出强光
C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属
D．若反应中转移3 ml电子，消耗氧化剂的物质的量是1 ml
D [根据铝热反应的化学方程式，反应中转移6 ml电子，消耗氧化剂的物质的量是1 ml。]
10．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是( )
A．海水eq \(――→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up10(蒸发))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(△))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(盐酸))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
D [海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，故工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。]
11．关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( )
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中可以提取出金属银
B [重金属材料填埋将会对环境造成污染。]
12．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以较活泼金属Na、Mg等还原
③利用铝热反应原理还原
④电解法
⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
(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等金属通常还原方法是________。
[解析] 方法的选择应以节约原料和降低成本为标准，同时应有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点应选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如Na＋KCleq \(=====,\s\up10(高温))NaCl＋K，抽离钾蒸气，此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up10(高温))4NaCl＋Ti或用Mg来置换：2Mg＋TiCl4eq \(=====,\s\up10(熔融))2MgCl2＋Ti。
[答案] (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
[拓展培优练]
13．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：
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( )
A．97.8～770 ℃
B．770～774 ℃
C．774～882.9 ℃
D．1 431～1 500 ℃
C [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先到达沸点者先逸出。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。]
14．把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，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( )
A．3∶2B．2∶3
C．1∶1D．28∶9
C [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，这一过程和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同，化学方程式为2Al＋3FeOeq \(=====,\s\up10(高温))Al2O3＋3Fe，3Fe＋6HCl===3FeCl2＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为1∶1。]
15．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；
②将反应后的混合物过滤；
③向滤液中加入一种金属粉末。
根据上述实验方案，试回答：
(1)第①步反应中的现象为__________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)第③步加入的金属粉末是________，理由是________________________
_______________________________________________________________。
(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入____________，可制得较纯净的铜。
[解析] 孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热灼烧后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。
[答案] (1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
(2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜
(3)氢气
16．[素养题]钛(Ti)被称为继铁、铝之后的“第三金属”，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有部分Fe2O3)制备TiO2的流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是__________________________________________；
步骤②冷却的目的是_____________________________________________。
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入________处理。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为
eq \x(TiO2)―→eq \x(TiCl4)eq \(――――――――→,\s\up10(Mg),\s\d10(800 ℃，Ar))eq \x(Ti)
反应TiCl4＋2Mgeq \(=====,\s\up10(Ar),\s\d10(800 ℃))2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是__________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe；降温可减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。
(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。
(3)反应后Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。
[答案] (1)将Fe3＋还原为Fe2＋ 析出绿矾(FeSO4·7H2O)
(2)绿矾(FeSO4·7H2O) 生石灰(或碳酸钙、废碱)
(3)防止高温下镁或钛与与空气中的O2、N2等反应K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.65
97.8
770
801
沸点/℃
774
882.9
1 500(升华)
1 431
[基础过关练]
1．下列说法中正确的是( )
A．金属冶炼就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化
D．金属单质被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越大
A [A项，金属冶炼是将金属化合物转化为金属单质，正确；B项，冶炼金属并不一定要加入还原剂，如电解法制取钠和镁，错误；C项，金属由化合态变为游离态，都是由高价态降低到0价，故一定被还原，错误；D项，金属被发现的早晚与其在地壳中的含量无关，如铝虽然在地壳中的含量最大，但被发现的时间却比铁、铜晚得多，错误。]
2．下列金属元素在自然界中能够以游离态形式存在的是( )
A．K B．Na C．Ca D．Au
D [金化学性质稳定，在自然界能够以游离态形式存在。]
3．分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，下列关于所得金属纯度的说法正确的是( )
A．用氢气的纯度高
B．用金属的纯度高
C．二者相同
D．无法比较
A [过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。]
4．铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为( )
A．铝具有还原性
B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜
D．冶炼反应放出大量的热
B [铝具有导电性与铝热反应无关。]
5．不能用热分解法制得的金属是( )
①Fe ②Ag ③Mg ④Hg
A．①③B．②④
C．①④D．②③
A [热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼，它们的化合物大多不稳定，比如氧化银受热时能够分解为相应的金属单质，而活泼金属的化合物一般相当稳定，加热很难分解。因此，比较活泼的铁和镁不能够通过热分解法制得。]
6．热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A．氧化还原反应B．置换反应
C．复分解反应D．分解反应
A [热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋3CO2，但一定是氧化还原反应。]
7．下列说法正确的是( )
A．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
B．钢铁厂用高温还原法冶炼铁
C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应
D．MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(煅烧))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
B [电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到单质钠，A错误；电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应，C错误；工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO，D错误。]
8．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是( )
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
D [A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，铝被广泛使用的原因是其具有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。]
9．利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋Al2O3
B．该反应会产生高温，发出强光
C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属
D．若反应中转移3 ml电子，消耗氧化剂的物质的量是1 ml
D [根据铝热反应的化学方程式，反应中转移6 ml电子，消耗氧化剂的物质的量是1 ml。]
10．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是( )
A．海水eq \(――→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up10(蒸发))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(△))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(盐酸))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
D [海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，故工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。]
11．关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( )
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中可以提取出金属银
B [重金属材料填埋将会对环境造成污染。]
12．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以较活泼金属Na、Mg等还原
③利用铝热反应原理还原
④电解法
⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
(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等金属通常还原方法是________。
[解析] 方法的选择应以节约原料和降低成本为标准，同时应有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点应选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如Na＋KCleq \(=====,\s\up10(高温))NaCl＋K，抽离钾蒸气，此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up10(高温))4NaCl＋Ti或用Mg来置换：2Mg＋TiCl4eq \(=====,\s\up10(熔融))2MgCl2＋Ti。
[答案] (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
[拓展培优练]
13．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：
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( )
A．97.8～770 ℃
B．770～774 ℃
C．774～882.9 ℃
D．1 431～1 500 ℃
C [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先到达沸点者先逸出。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。]
14．把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，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( )
A．3∶2B．2∶3
C．1∶1D．28∶9
C [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，这一过程和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同，化学方程式为2Al＋3FeOeq \(=====,\s\up10(高温))Al2O3＋3Fe，3Fe＋6HCl===3FeCl2＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为1∶1。]
15．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；
②将反应后的混合物过滤；
③向滤液中加入一种金属粉末。
根据上述实验方案，试回答：
(1)第①步反应中的现象为__________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)第③步加入的金属粉末是________，理由是________________________
_______________________________________________________________。
(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入____________，可制得较纯净的铜。
[解析] 孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热灼烧后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。
[答案] (1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
(2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜
(3)氢气
16．[素养题]钛(Ti)被称为继铁、铝之后的“第三金属”，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有部分Fe2O3)制备TiO2的流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是__________________________________________；
步骤②冷却的目的是_____________________________________________。
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入________处理。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及的步骤为
eq \x(TiO2)―→eq \x(TiCl4)eq \(――――――――→,\s\up10(Mg),\s\d10(800 ℃，Ar))eq \x(Ti)
反应TiCl4＋2Mgeq \(=====,\s\up10(Ar),\s\d10(800 ℃))2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是__________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe；降温可减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。
(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。
(3)反应后Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。
[答案] (1)将Fe3＋还原为Fe2＋ 析出绿矾(FeSO4·7H2O)
(2)绿矾(FeSO4·7H2O) 生石灰(或碳酸钙、废碱)
(3)防止高温下镁或钛与与空气中的O2、N2等反应K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.65
97.8
770
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882.9
1 500(升华)
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