高中化学人教版 (新课标)必修2第一节 开发利用金属矿物和海水资源第1课时达标测试

第四章　第一节  第1课时

一、选择题

1．(2015·吉林省长春外国语学校高二期中)金属冶炼技术随人类对自然界认识的不断深入而发展。下列金属中，最晚实现工业冶炼的是(　　)

A．金  B．铜

C．铁  D．铝

【解析】　金属越活泼，越不容易以单质的形式存在，金属越不活泼，越容易在自然界中以单质形式存在，四种金属的活泼性由弱到强的顺序为：金、铜、铁、铝；金属越活泼，人类开发利用该金属的时间就越晚，故答案选D。

【答案】　D

2．(2015·四川省雅安中学高二期末)铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因是铝具有(　　)

A．两性

B．导电性好

C．熔点低

D．还原性强，且反应放出大量热

【解析】　铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因一是比铁、钒、铬、锰等活泼，能置换出其单质，二是反应放出大量的热使反应得以进行，选D，正确。

【答案】　D

3．(2015·江苏省盐城中学高一月考)下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为(　　)

A．高温分解碳酸钙

B．电解熔融氯化镁

C．氧化铝和焦炭混合加热

D．电解饱和食盐水

【解析】　A．钙属于活泼金属，通常采用电解其熔融盐的方法冶炼钙，加热碳酸钙只能得到氧化钙，不能得到钙，错误；B.镁属于活泼金属，通常用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，正确；C.铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，错误；D.钠为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的NaCl冶炼Na，电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠和氢气、氯气，错误。

【答案】　B

4．(2015·辽宁省大连市高二期末)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是(　　)

A．Cu2S＋O22Cu＋SO2

B．2Ag2O4Ag＋O2↑

C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

D．2AlCl3(熔融)2Al＋3Cl2↑

【解析】　铝在冶炼的时候电解的是熔融的氧化铝，D错。

【答案】　D

5．(2015·福建省福州市高三期末)以下方法可用于工业冶炼金属的是(　　)

A．电解熔融AlCl3获取金属铝

B．电解MgCl2溶液获取金属镁

C．用CO还原铁矿石来获取金属铁

D．电解饱和食盐水来获取金属钠

【解析】　A．AlCl3是共价化合物，应该用电解熔融Al2O3获取金属铝，错误；B.应该电解熔融的MgCl2获取金属镁，错误；C.铁是比较活泼的金属，在工业上就是用CO还原铁矿石来获取金属铁的，正确；D.电解熔融食盐来获取金属钠，错误。

【答案】　C

6．(2015·福建省晋江市平山中学高一期中)下列有关金属的工业制法中，错误的是(　　)

A．制钠：以海水为原料制得NaCl，再电解熔融NaCl得钠

B．制铁：以焦炭和铁矿石为原料，用CO还原铁矿石得铁

C．制硅：用焦炭还原二氧化硅得硅

D．制镁：以海水为原料，经一系列过程制得氯化镁，用H2还原MgCl2得镁

【解析】　A．工业制钠是电解熔融NaCl来制取，从海水中获得NaCl，A正确；B.工业制铁是CO还原铁矿石来制取，B正确；C.工业制硅用焦炭和SiO2在电炉中制取，C正确；D.工业制镁是电解熔融氯化镁来制取，D错误；答案选D。

【答案】　D

7．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是(　　)

A．电解法  B．热还原性

C．热分解性  D．铝热法

【解析】　可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来推断，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即用电解法冶炼。

【答案】　A

8．(双选)下列说法正确的是(　　)

A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂

B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

【解析】　本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，A项对；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应该用电解熔融Al2O3的方法制取，C项错；D项对。

【答案】　AD

【点拨】　金属冶炼方法的选择要综合考虑金属的活动性顺序、生产成本等因素。

9．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

【解析】　热还原法是用还原剂将金属氧化物还原为金属单质，一定会涉及到化合价的变化，所以一定是氧化还原反应。

【答案】　A

10．把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂并分成两份，第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是(　　)

A．3∶4  B．4∶3

C．3∶8  D．8∶3

【解析】　本题主要考查方程式的书写。8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3，根据第一份在高温下恰好完全反应，产生的Fe与原来的铝物质的量之比为9∶8，

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，所以二者产生的气体之比为3∶4。

【答案】　A

二、非选择题

11．(2015·陕西省宝鸡市卧龙寺中学高一期末)冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂

②以活泼金属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(用序号填写下列空白)。

(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】　中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。

【答案】　(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③　(5)②

12．金属活动性顺序中，Mn、Cr、Co应该排在H的前面，Al的后面。已知金属Mn、Cr、Co熔点较高，它们可分别由对应的氧化物MnO2、Co3O4和Cr2O3为原料冶炼。则：

(1)应选择的还原剂是______________(写化学式)。

(2)写出有关的化学反应方程式：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

【答案】　(1)Al　(2)①3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3

②3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3

③Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3

13．以铝土矿(主要成分氧化铝)、盐酸、氨水为主要原料制备金属铝，反应原理如下：

Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，

AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl，

2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，

________________________________________________________________________(完成该反应)，

并指出该反应中生成标准状况下6.72 L氧气，冶炼出铝的物质的量是________mol，利用冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　据给出的反应可知最后一步是电解熔融的氧化铝制取金属铝，化学方程式是2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，该反应中生成标准状况下6.72 L氧气，即氧气是6.72 L÷22.4 L·mol－1＝0.3 mol，故冶炼出铝的物质的量是0.3 mol×4÷3＝0.4 mol，冶炼出的铝在高温下与氧化铁反应的化学方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。

【答案】　2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

0．4

2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3

14．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步中加入的金属粉末是________，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________气体，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

15．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉冶铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：

(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式：

________________________________________________________________________。

(2)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)试写出焦炭在高炉高温环境下参与反应，最终生成一种还原性气体的化学方程式：

________________________________________________________________________。

【答案】　(1)Fe3O4　(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

(或Fe2O3＋3C2Fe＋3CO)

(3)C＋O2CO2，　CO2＋C2CO