課時跟蹤檢測（十六）從自然界獲取鐵和銅1．下列說法中，不正確的是()A．金屬的冶煉，就是利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下將金屬從其化合物中還原出來B．冶煉金屬時，必須加入一種物質(zhì)作為還原劑C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是被還原D．金屬單質(zhì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用得越早，其活動性一般越弱解析：選B由金屬冶煉的方法可知，金屬冶煉時，除用高溫還原法外，還可用電解法、熱分解法，后兩種方法不用加入還原劑，B不正確。2．下列化學反應(yīng)在金屬冶煉工業(yè)中還沒有得到應(yīng)用的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(2125℃),\s\do5())2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe＋3CO2D．2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())4Ag＋O2↑解析：選B目前金屬鋁的制備方法是電解氧化鋁，其他選項中所涉及的內(nèi)容均符合理論和生產(chǎn)實際。3．鋁能用于冶煉金屬鐵、釩、鉻、錳等，其原因是鋁具有()A．兩性B．導(dǎo)電性好C．熔點低D．還原性強，且反應(yīng)放出大量熱解析：選D鋁能用于冶煉金屬鐵、釩、鉻、錳等，其原因一是鋁比鐵、釩、鉻、錳等活潑，鋁能把其置換出來；二是反應(yīng)放出大量的熱使反應(yīng)得以進行，D正確。4．下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是()A．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Mg＋Cl2↑B．TiCl4＋4Naeq\o(=,\s\up7(700～800℃),\s\do5())Ti＋4NaClC．Al2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2Al＋3H2OD．Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())3Fe＋4CO2解析：選C工業(yè)上用電解Al2O3的方法制取單質(zhì)Al。5．從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于()A．金屬的導(dǎo)電性強弱B．金屬在地殼中的含量多少C．金屬的化合價高低D．金屬的活動性強弱解析：選D人類對材料的使用經(jīng)歷了一個由易到難，由簡單到復(fù)雜的過程，所以金屬活動性較差、容易冶煉的金屬最先被人發(fā)現(xiàn)和利用。6．用H2、C、CO分別與等質(zhì)量的氧化鐵在高溫下反應(yīng)，使氧化鐵中的鐵全部還原出來，消耗H2、C、CO的質(zhì)量比為()A．1∶1∶1 B．1∶3∶14C．1∶6∶14 D．2∶1∶2解析：選B由3H2～Fe2O3，eq\f(3,2)C～Fe2O3,3CO～Fe2O3可知，相同的質(zhì)量的氧化鐵需要的還原劑的質(zhì)量比為：(3×2)∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)×12))∶(3×28)＝1∶3∶14。7．工業(yè)上，常用Mg還原法制取金屬Ti，反應(yīng)原理如下：2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2MgCl2＋Ti。下列說法正確的是()①該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)；②該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)；③該反應(yīng)表明Mg比Ti活潑；④Ti被譽為“21世紀的金屬”，在航天工業(yè)上有廣泛用途。A．只有①② B．只有③④C．只有①②③ D．全部解析：選D由單質(zhì)Mg從化合物TiCl4中置換出金屬Ti，化合價發(fā)生變化，故①②正確；在反應(yīng)中Mg作還原劑，Ti是還原產(chǎn)物，故Mg的還原性比Ti強，③正確；④Ti為性能優(yōu)良的金屬，廣泛應(yīng)用于航天工業(yè)，④正確。8．用足量的CO還原32.0g某種氧化物，將生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到60.0g沉淀，則該氧化物是()A．FeO B．Fe2O3C．CuO D．Cu2O解析：選Bn(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\f(60.0g,100g·mol－1)＝0.6mol，則氧化物中氧元素也為0.6mol，m(O)＝0.6mol×16g·mol－1＝9.6g。金屬的質(zhì)量為32g－9.6g＝22.4g，假設(shè)為Fe元素，n(Fe)∶n(O)＝eq\f(22.4g,56g·mol－1)∶0.6mol＝2∶3；假設(shè)為Cu元素，n(Cu)∶n(O)＝eq\f(22.4g,64g·mol－1)∶0.6mol＝7∶12。9．冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑；②利用鋁熱反應(yīng)原理還原；③電解法；④分解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳(用序號填寫下列空白)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬：_________________________________________。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬：____________________________________。(3)Hg、Ag等不活潑金屬：_____________________________________________。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬：_______________________________________。解析：活潑的金屬，如Na、Mg、Al用電解法冶煉，不活潑的金屬，如Hg、Ag用熱分解法冶煉，中等活潑的金屬，如Fe、Zn、Cu用高溫還原法冶煉，難熔金屬如V、Cr、Mn、W等用鋁熱反應(yīng)冶煉。答案：(1)①(2)③(3)④(4)②10．鐵是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦。金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請?zhí)羁眨?1)寫出磁鐵礦主要成分的化學式：______________________________________。(2)寫出焦炭在高爐中所參與反應(yīng)的兩個化學方程式：________________________________________________________________________。(3)寫出CaCO3所參與有關(guān)反應(yīng)的兩個化學方程式：________________________________________________________________________。解析：赤鐵礦主要成分為Fe2O3，磁鐵礦主要成分為Fe3O4，鐵元素在這兩種礦石中均以化合態(tài)形式存在。高爐煉鐵就是用還原劑將鐵礦石中的Fe還原出來的過程。答案：(1)Fe3O4(2)C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2CO(3)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaSiO31．下列關(guān)于鈣、鉀、銅的冶煉方法正確的是()A．電解法、熱分解法、熱還原法B．電解法、電解法、高溫還原法C．高溫還原法、熱分解法、高溫還原法D．電解法、電解法、熱分解法解析：選B鈣、鉀是活潑的金屬，應(yīng)采用電解的方法冶煉，銅是中等活潑金屬，采用高溫還原方法來冶煉。2．下列有關(guān)金屬冶煉說法不正確的是()A．電解飽和NaCl溶液制備NaB．電解熔融的MgCl2制備MgC．CO還原赤鐵礦(Fe2O3)可用于煉鐵D．Fe和CuSO4溶液的反應(yīng)可用于濕法煉銅解析：選AA項，電解飽和氯化鈉溶液得到氫氣、氯氣、氫氧化鈉，不能得到Na單質(zhì)，錯誤；B項，電解熔融的氯化鎂可以制取Mg，正確；C項，CO具有還原性，可以還原金屬氧化物為金屬單質(zhì)，正確；D項，F(xiàn)e與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)得到Cu單質(zhì)，被稱為濕法煉銅，正確。3．工業(yè)上由含釩、鉻和錳的礦物冶煉難熔的金屬釩、鉻和錳，通常采用的方法是()A．碳還原法B．鋁熱法還原C．直接加熱法D．鹽的水溶液與活潑金屬置換法解析：選B冶煉難熔金屬通常用鋁熱法。4．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W還原劑制得的金屬組是()A．Na，Mg，Al B．Na，K，Zn，F(xiàn)eC．Zn，F(xiàn)e，Cu，Ag D．Mg，Al，Zn，F(xiàn)e解析：選AA項，Na、Mg、Al都是活潑的金屬，應(yīng)該用電解的方法冶煉而不能用還原劑還原，正確；B項，Na、K用電解法冶煉，而Zn、Fe用高溫還原法冶煉，錯誤；C項，Zn、Fe用高溫還原法冶煉，而Cu、Ag用熱分解的方法冶煉，錯誤；D項，Mg、Al用電解法冶煉，而Zn、Fe用高溫還原法冶煉，錯誤。5．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是()A．煉銅：用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)直接電解精煉得到純度為99.9%的銅B．制鋁：工業(yè)上電解熔融氯化鋁來制備鋁C．制鈉：電解飽和NaCl溶液D．煉鐵：用CO在高溫下還原鐵礦石中的鐵解析：選D電解精煉銅時用粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅作電解液進行電解，A項錯誤；工業(yè)上電解熔融的氧化鋁制備鋁，B項錯誤；制取鈉時電解的是熔融的氯化鈉，C項錯誤，D項正確。6．在熔融狀態(tài)下，Na與KCl存在可逆反應(yīng)：Na＋KClNaCl＋K，通過調(diào)整溫度，可利用金屬Na來制取K。物質(zhì)KNaKClNaCl熔點/℃63.697.8770801沸點/℃77488315001413根據(jù)上表的熔點和沸點，確定由Na與KCl反應(yīng)制取K的合適溫度為()A．770℃ B．801℃C．850℃ D．770～801℃解析：選CK、Na的活潑性相近，要從上述可逆的置換反應(yīng)中制取K，主要是利用K的沸點比Na的低而控制溫度使K汽化。其余三種物質(zhì)均為液體，便于生成的K蒸氣不斷逸出，使反應(yīng)向生成K的方向進行而制得K。在801～883℃合理。7．用鋁熱法還原下列化合物，若獲得金屬各1mol，消耗鋁最少的是()A．MnO2 B．Cr2O3C．WO3 D．CuO解析：選D得到1mol金屬時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量越少，則消耗Al越少，從而可知，金屬的化合價越低，被還原時，需要的電子越少，消耗的鋁越少。8．赤銅礦的主要成分是氧化亞銅(Cu2O)，輝銅礦的主要成分是硫化亞銅(Cu2S)，將赤銅礦與輝銅礦混合加熱有如下反應(yīng)：Cu2S＋2Cu2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())6Cu＋SO2↑。下列對于該反應(yīng)的說法中，正確的是()①該反應(yīng)中的氧化劑只有Cu2O②Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑③Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物④氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶6A．①② B．②③C．①③ D．②④解析：選D該反應(yīng)中，Cu2S既是氧化劑又是還原劑，Cu2O是氧化劑；Cu是還原產(chǎn)物，SO2是氧化產(chǎn)物。9．已知Al、Cu、Hg三種金屬分別用如下方法冶煉：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())4Al＋3O2↑，H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Cu＋H2O,2HgOeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2Hg＋O2↑。(1)分析以上信息，可總結(jié)出金屬冶煉方法與金屬活動性強弱之間的關(guān)系是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用(1)中的結(jié)論，并結(jié)合題目信息，寫出工業(yè)上用CaCl2冶煉金屬鈣的化學方程式________________________________________________________________________。(3)在某些特殊環(huán)境下，往往用鋁熱反應(yīng)來冶煉一些難熔金屬，請據(jù)此法寫出用MnO2冶煉金屬錳的化學方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)金屬的冶煉方法與金屬在自然界中的存在狀態(tài)、金屬活潑性有關(guān)。一般來說，活潑的金屬采用電解法冶煉(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活潑的金屬用高溫還原法冶煉(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活潑的金屬用熱分解法冶煉(如Hg、Ag等)。(2)Ca是活潑的金屬，工業(yè)上用電解熔融CaCl2的方法冶煉。(3)金屬鋁和MnO2發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)錳和氧化鋁。答案：(1)活潑的金屬一般采用電解法冶煉，中等活潑的金屬一般采用高溫還原法冶煉，不活潑的金屬一般采用熱分解法冶煉(2)CaCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Ca＋Cl2↑(3)4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2Al2O3＋3Mn10．鋼鐵工業(yè)對促進經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有重要的意義，現(xiàn)代煉鐵的主要方法是高爐煉鐵。其設(shè)備如圖所示：煉鐵的爐料(鐵礦石、焦炭、石灰石等)由高爐的頂部投入，原料在下降過程中與高爐氣氣流在爐身部分發(fā)生作用。請回答下列問題：(1)焦炭在煉鐵的過程中所起的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)采用爐料從上部加入，熱空氣從下部通入的工藝，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出以赤鐵礦為原料的煉鐵高爐中發(fā)生的主要化學反應(yīng)