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第四章化学与自然资源的开发利用训练1金属矿物的开发利用[基础过关]一、金属的性质及应用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2．我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话的意思是指黄金的性质在强热条件下()A．活泼B．稳定C．易氧化D．易还原3．下列物质投入溶液中，溶液质量减轻的是()A．CaCO3投入到HCl溶液中B．Na2CO3投入稀硫酸中C．Fe粉投入CuSO4溶液中D．Fe粉投入稀HCl溶液中4．除去Cu粉中的Al粉不能()A．加入稀H2SO4，过滤B．加入NaCl溶液，过滤C．加入NaOH溶液，过滤D．加入CuSO4溶液，过滤5．实验室欲使1.6g氧化铁完全还原，事先应准备的CO在标况下的体积为()A．672mLB．336mLC．大于672mLD．小于336mL6．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(℃)774882.91500(升华)1431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．1413～1500℃二、金属的冶炼方法7．不能用热分解法制得的金属是()①Fe②Ag③Mg④HgA．①③B．②④C．①④D．②③8．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9．电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪种气体氛围中冷却()A．H2B．CO2C．O2D．空气10．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是()A．用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁B．在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝C．用铝热法炼得熔点较高的金属铬D．直接加热氧化汞得到金属汞11．铝用来焊接钢轨是利用()A．铝与氧气反应生成稳定的保护层B．铝是热的良导体C．铝是强还原剂，铝热反应放热D．铝合金强度大12．铜的冶炼大致可分为:①富集,将硫化物矿进行浮选;②焙烧,主要反应为2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣);③制粗铜,在1200℃发生的主要反应为2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑；④电解精炼铜。下列说法不正确的是()A．上述灼烧过程的尾气回收后可用来制硫酸B．上述过程中，由6molCuFeS2制取6molCu时共消耗15molO2C．在反应2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，只有Cu2O作氧化剂D．电解精炼铜时，粗铜应与外接电源的正极相连接[能力提升]13．铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：______________________________________________________________________。(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应________，直到无________现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生________现象，未反应完全的CO________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做________处理。14．某地产孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料，分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方式制取金属铜。供选择的试剂有：①木炭②铁屑③生石灰④稀H2SO4，不得另选其他试剂，写出有关反应的化学方程式。A．湿法冶炼：___________________________________________________________________________________________________________________________________；B．高温冶炼：___________________________________________________________。15．某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351462沸点/℃246729802750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁的低，此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金，你认为他的解释是否合理______(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为____________________________。(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是______(填序号)，并说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液[拓展探究]16．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，我国的钛铁储量居世界首位。含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2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)，涉及到的步骤为TiO2―→TiCl4――→Mg800℃，ArTi反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是______________________。答案1．D2.B3.C4.B5.C6.C7.A8.A9.A10.B11.C12.C13．(1)C＋O2=====点燃CO2、C＋CO2=====高温2CO(2)3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2(3)验纯爆鸣爆炸不能点燃14．(1)Cu2(OH)2CO3=====高温2CuO＋H2O↑＋CO2↑(2)A：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuB：2CuO＋C=====高温2Cu＋CO2↑(或CuO＋C=====高温Cu＋CO↑)15．(1)合理(2)NaOH溶液2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(3)B若用A、C溶解样品会产生SO2、NO等有毒气体，用D，则Fe不会与NaOH溶液反应(或用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体)16．(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O2、N2等作用