高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题9 金属与人类文明第一单元 金属的冶炼方法习题

专题9　金属与人类文明

第一单元　金属的冶炼方法

基础过关练

题组一　金属的存在及其冶炼方法

1.(2020北京西城高一下期末)下列金属中,工业上常用电解法冶炼的是(　　)

A.Cu B.Ag C.Al D.Fe

2.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。下图表示几种金属被人类大规模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

3.下列关于金属冶炼的叙述正确的是(深度解析)

A.工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁

B.金属钠、铝和铜都可用高温还原法制备

C.用铝粉还原磁铁矿得到9 mol铁时转移24 mol电子

D.电解饱和氯化镁溶液可得金属镁

4.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用活泼金属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

请回答下列金属的冶炼应采用哪种方法:

(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属　　　　(填序号,下同)。 

(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　　　　。 

题组二　工业炼铁

5.关于高炉炼铁的下列说法中,正确的是(　　)

A.焦炭是还原铁矿石反应中的还原剂

B.石灰石在高炉中只发生非氧化还原反应,是造渣剂

C.炼铁高炉产生的废气可以直接排放到大气中

D.高炉炼铁炼出的产品为纯净物

6.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:

①2C(焦炭)+O2(空气)2CO　②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是(　　)

A.CO过量

B.CO与铁矿石接触不充分

C.炼铁高炉的高度不够

D.CO与Fe2O3的反应有一定限度

题组三　铝热反应及铝的冶炼

7.高铁钢轨全部为无缝钢轨,钢轨焊接可以采用铝热法,其原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.铝热法炼铁的原理是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

B.该实验需要关注的安全事项之一是纸漏斗与盛沙子的蒸发皿的距离不要太远,否则熔融的铁水易溅出伤人

C.点燃镁条,镁条剧烈燃烧,放出大量的热,使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应

D.Fe2O3和Al的质量比要控制在2∶1,且要混合均匀,以保证Fe2O3和Al都能完全反应

8.(2019甘肃兰州第一中学高一下期末)下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(　　)

A.铝粉和Fe2O3共热 B.加热HgO

C.电解熔融的MgCl2 D.氢气通入Al2O3并加热

9.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料,有多种不同的操作过程。现有提取的操作过程如下所示:

(1)写出步骤①中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)写出滤液(甲)中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液(乙)所发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)写出步骤③中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

专题9　金属与人类文明

第一单元　金属的冶炼方法

基础过关练

1.C　对于较活泼的金属(K、Ca、Na、Mg、Al等),一般采用电解熔融化合物的方法制得,C项正确。

2.D　金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人类发现和利用。

3.C　用铝热反应大量冶炼金属铁经济效益差,工业上冶炼金属铁的原料通常为铁矿石、焦炭和石灰石,A项错误;金属钠、铝用电解法制备,B项错误;根据反应:8Al+3Fe3O4 9Fe+4Al2O3知铝粉还原磁铁矿得到9 mol铁时转移24 mol电子,C项正确;金属镁的冶炼方法为电解熔融的MgCl2,D项错误。

总结提升　MgCl2、MgO都是离子化合物,在熔融状态下都可电离,通电时都可电解生成Mg,但MgCl2的熔点比MgO的低,故冶炼镁时用MgCl2。AlCl3为共价化合物,熔融状态下不导电,冶炼Al时用电解熔融Al2O3的方法。

4.答案　(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③

解析　根据每种金属的活动性选择最佳方案。

5.B　还原铁矿石反应中的还原剂是一氧化碳。

6.D　高炉炼铁的反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为可逆反应,所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需。

7.D　铝热法炼铁是铝与铁的氧化物在高温下进行反应,原理为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,A项正确;铝热反应是放热反应,生成熔融的铁,故纸漏斗与盛沙子的蒸发皿的距离不能太远,B项正确;点燃镁条的作用是提供较高温度的反应条件,C项正确;根据铝热法炼铁的化学方程式可知,Fe2O3和Al的物质的量之比要控制在1∶2,D项错误。

8.D　铝粉和Fe2O3共热可以得到金属铁和氧化铝,A不符合题意;加热氧化汞会发生分解反应,制得金属Hg,B不符合题意;Mg为活泼金属,要用电解熔融MgCl2的方法冶炼,C不符合题意;Al是相对活泼的金属应该使用电解熔融氧化铝的方法冶炼,不能使用氢气还原Al2O3冶炼得到Al,D符合题意。

9.答案　(1)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O

(2)AlCl3+4NaOH3NaCl+NaAlO2+2H2O

(3)NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3

解析　SiO2不跟盐酸反应,也不溶于盐酸,Al2O3、Fe2O3均可与盐酸反应,Fe(OH)3不溶于NaOH而Al(OH)3可与NaOH反应,从而将SiO2、Fe2O3从铝土矿中除去。