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金属矿物的开发利用1．目前工业上冶炼铝通常采用的方法是()A．CO或H2还原法B．铝热反应法C．电解法D．热分解法解析：目前工业上冶炼金属铝采用的是电解熔融的Al2O3来得到金属铝。答案：C2．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3种金属被人类开发利用的大致年限，这3种金属的应用之所以有先后，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．金属的活动性大小解析：金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现的年代越晚，说明金属越活泼，越难冶炼。答案：D3．在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是()A．Na、K、Mg、AlB．Zn、Fe、Cu、AgC．Na、K、Zn、FeD．Mg、Al、Zn、Fe解析：不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼的金属。如Na、K、Mg、Al等。答案：A4．下列化工生产原理错误的是()①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④高炉炼铁的反应是放热的，故无须加热A．②③B．①③C．①②③D．②③④解析：钠特别活泼，投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2，接着生成Mg(OH)2沉淀，②错误；冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温条件，④错误。答案：D5．二战期间丹麦科学家玻尔被迫离开祖国。为了表明一定要返回祖国的决心，他把心爱的金质诺贝尔奖章溶于王水(盐酸与硝酸的混合物)中，战后玻尔返回祖国，从溶液里提取出金，又重新铸造成奖章。下列方法中不能从溶有黄金的王水中提取出金的方法是()A．萃取B．用Zn置换C．用Fe置换D．电解解析：Au不活泼，其冶炼方法有多种可能。用铁或锌置换或电解的方法都能得到金。答案：A6．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe的说法不正确的是()A．该反应中Al做还原剂B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2C．该反应中冶炼1molFe转移2mol电子D．该反应可用于焊接钢轨解析：由题中化学方程式可知，反应中Fe元素的化合价由＋3价降为0价，则冶炼1molFe应转移3mol电子。答案：C7．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是()A．MnO2B．WO3C．Cr2O3D．Co3O4解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al做还原剂，金属氧化物做氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需获得的电子越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越小，消耗铝越少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋83)。Co化合价最低，消耗铝最少。答案：D8．利用黄铜矿冶炼铜的主要原理为8CuFeS2＋21O2=====高温8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，下列有关判断合理的是()A．为避免污染，排放的尾气用98.3%的浓硫酸吸收B．CuFeS2中铁显＋2价，该反应中只有铜元素被还原C．检验炉渣中含＋2价铁的试剂是盐酸、KSCN溶液和氯水D．冶炼铜的废料可以冶炼铁和制硫酸解析：浓硫酸不能吸收SO2，A项错误。该反应中铜、氧元素化合价降低，被还原，B项错误。在＋3价铁存在下检验＋2价铁，应用酸性高锰酸钾溶液，C项错误。炉渣中含有氧化铁和氧化亚铁，可以冶炼铁；二氧化硫可以用作制硫酸的原料，D项正确。答案：D9．有0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。这种铁的氧化物的化学式是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．FeO和Fe2O3解析：CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个氧原子可以生成一个CO2分子，每一个CO2分子可以生成一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4g该氧化物中含xg氧原子O～CO2～CaCO316100xg0.75g解得x＝0.12n(Fe)∶n(O)＝0.4g－0.12g56g·mol－1∶0.12g16g·mol－1＝2∶3。答案：B10．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B。请填空：(1)产物中单质B是________。(2)②中所发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)③中所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用KSCN溶液检验溶液D是否变色？为什么？________________________________________________________________________。解析：铝热反应需要镁条做引燃剂，氧化镁和氧化铁都是碱性氧化物，都能和盐酸反应生成盐和水，Fe3＋具有强氧化性，铁先和Fe3＋反应，只有消耗尽Fe3＋，才与盐酸反应产生氢气，题目中产生了氢气，所以溶液中没有Fe3＋，用KSCN溶液检验溶液D不变色。答案：(1)铁(2)MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O(3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(4)不变色，溶液中没有Fe3＋11．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下，钛不和非金属、强酸反应；红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛的矿石之一是金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________，该反应的还原剂是________。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)此反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：TiO2(金红石)与炭粉及Cl2在高温下反应生成TiCl4及可燃性气体，由元素守恒判断该可燃性气体为CO；TiCl4与镁在加热条件下可以制得钛，反应的化学方程式为TiCl4＋2Mg=====△2MgCl2＋Ti。由于加入的Mg过量故得到的是Mg和Ti的混合物，根据信息，Ti与强酸(如盐酸)不反应，而Mg与盐酸反应，故可用盐酸除去Ti中的Mg。答案：第一步：TiO2＋2C＋2Cl2=====高温TiCl4＋2CO炭粉第二步：(1)TiCl4＋2Mg=====△Ti＋2MgCl2(2)加入足量盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体得金属钛12．根据CO还原铁的氧化物的实验装置图(如图所示)，回答下列各题：(1)怎样知道硬质玻璃管中Fe2O3已开始反应？________________________________________________________________________。(2)在A处点燃，可观察到的现象是________________________________________________________________________，为什么要在A处点燃________________________________________________________________________。(3)实验结束时应注意的操作是________。①先停止通入CO②先熄灭酒精灯，并继续通入CO③熄灭酒精灯，同时停止通入CO④先熄灭酒精灯，继续通入CO至被还原的铁粉冷却，并点燃排出的CO气体解析：(1)当硬质玻璃管中红色物质开始变黑，B中澄清石灰水开始变浑浊时，开始发生反应，氧化铁被还原成铁，同时生成的二氧化碳遇石灰水变浑浊；(2)可见淡蓝色的火焰，因CO有毒，为防止CO污染空气，必须点燃或用其他方法处理未反应的CO，如用气球收集；(3)先熄灭酒精灯，继续通入CO至被还原的铁粉冷却，并点燃排出的CO气体，这样可以防止铁在冷却过程中被氧化。答案：(1)当硬质玻璃管中红色物质开始变黑，B中澄清石灰水开始变浑浊时，说明反应已开始(2)有淡蓝色火焰防止CO污染环境(3)④