8.1.1 金属矿物的开发利用 同步训练 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

金属矿物的开发利用 (30分钟　100分) 班级　　　　　　　姓名　　　　　　　成绩　　　　　 A级 基础训练题 1.(8分)下列某研究性学习小组对南宋沉船“南海一号”的猜测中错误的是 (　　) A.船上可能存在铝制餐具 B.船上可能有日常用的瓷器大碗 C.船上可能有铜器 D.船体有铁链、锚等铁制品 2.(8分)我国明代科学家宋应星所著的《天工开物》中,详细地记述了银、铜、铁、锌等金属的开采和冶炼方法。下列选项中金属的冶炼方法正确的是 (　　) 选项 金属 冶炼方法 A Ag 热还原法 B Cu 湿法冶金 C Fe 热分解法 D Zn 电解法 3.(8分)2020年11月24日4时30分,中国“长征五号”遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器,12月23日“嫦娥五号”成功带着月球土壤样本罐返回地球,月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。下列金属能以单质形式存在于地球矿物中的是 (　　) A.金　铁 B.铅　铜 C.金　银 D.锌　铁 4.(8分,双选)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝: 铝土矿abcdAl 下列说法中错误的是 (　　) A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作 B.a、b中铝元素的化合价不同 C.③中需要通入过量的氨气 D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝 5.(8分,双选)合理、高效地开发、利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来,用于生产各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属冶炼的说法不正确的是 (　　) A.Fe是现代工业的基础,铝热法冶炼Fe工艺简单,可以大规模推广 B.三星堆二号祭祀坑出土的商代的铜人、铜像填补了我国考古学、青铜文化史上的诸多空白,青铜器的出土表明我国在商代已经掌握了冶炼铜的技术 C.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中,利用的是复分解反应的原理 D.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 6.(8分)工业上由含铬和锰的矿物冶炼难熔的金属铬和锰,通常采用的方法是 (　　) A.碳还原法 B.铝热法 C.直接加热法 D.盐的水溶液与活泼金属置换法 7.(14分)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以较活泼金属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。 下列金属还原的最佳方法为 (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:　　　。 (5)K、Rb、Cs、Ti等金属:　　　　　　。 B级 素养提升题 8.(14分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途,如饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、作食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO、Fe2O3)可制备明矾。工艺流程如下: 已知:SiO2是不溶于硫酸的固体。 回答下列问题: (1)写出Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 (2)操作Ⅰ的名称是　　　　　,滤渣Ⅰ的主要成分是　　　　　　。 (3)检验滤液Ⅰ中是否存在Fe3+的方法是　　　　　　　　　。 (4)在滤液Ⅰ中加入高锰酸钾的目的是　　　　　　　　　　,发生反应的离子方程式(该条件下H+ 参与反应、Fe2+转化为Fe3+、Mn 转化为Mn2+)为　　　　　　　　　　　。 (5)根据流程图推测加入沉淀剂的目的是　　　　　　　　　　　,滤渣Ⅱ中主要含有　　　　　(填化学式,写出一种即可)。 9.(8分)下列关于铝热反应2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr的说法不正确的是 (　　) A.该反应中Al作还原剂 B.该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C.该反应中冶炼1 mol Cr转移2 mol电子 D.Al的还原性强于Cr C级 情境创新题 10.(16分)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究,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”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下表: 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1565 沸点/℃ 2467 2980 2750 …… (1)写出铝与氧化铁反应生成金属铁的化学方程式:　　　　　　　　　。 (2)某同学推测铝热反应所得到的熔融物可能是铁铝合金,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)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。该实验所用的试剂是　　　　,反应的离子方程式是　　　　　　　　　。 (4)实验室欲溶解该熔融物,最好选用下列试剂中的　　　　(填字母)。 A.浓硫酸　B.稀硫酸　C.稀硝酸　D.浓硝酸　E.氢氧化钠溶液 参 考 答 案 第八章　化学与可持续发展 课时1　金属矿物的开发利用 1.A　解析:下图为几种金属被人类大规模开发利用的大致年限: , A项符合题意。 2.B　解析:金属银的冶炼方法为热分解法,A项错误;金属铜可用湿法冶金,即铁与硫酸铜溶液发生反应生成铜和硫酸亚铁,B项正确;金属铁的冶炼方法为热还原法,C项错误;金属锌的冶炼方法为热还原法,D项错误。 3.C　解析:自然界中只有极少数的金属以单质的形式存在,比如金、银、铂等,C项正确。 4.BC　解析:反应①后的体系中含有固体二氧化硅,需要过滤除去,反应②后的体系中含有氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A项正确;a、b中铝元素分别以AlCl3和NaAlO2的形式存在,其中铝的化合价都是+3,B项错误;由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量的二氧化碳,C项错误;由氢氧化铝制备氧化铝需要加热,D项正确。 5.AC　解析:Fe是现代工业的基础,铝热法冶炼Fe工艺简单,但由于Al很难冶炼,故铝热法冶炼铁工艺不宜大规模推广,A项错误;青铜器的主要成分是铜单质,商代的铜人、铜像说明当时我国已经掌握了炼铜技术,B项正确;古法炼铜“曾青得铁则化为铜”中铁和硫酸铜发生置换反应,C项错误;金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子,D项正确。 6.B　解析:冶炼难熔金属通常用铝热法,B项正确。 7.(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)② 解析:选择的方法应以节约原料和降低成本为标准,同时有较高的产率,并易分离。根据每种金属的特点选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等金属利用的原理比较特别,不是用活泼金属置换不活泼金属,而是利用平衡的原理,如Na+KClNaCl+K,抽离钾蒸气使反应得以继续进行;而Ti是用Na或Mg来置换的:4Na+TiCl44NaCl+Ti、2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。 8.(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2O (2)过滤;SiO2 (3)取少量滤液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变成红色(或滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀),则存在Fe3+ (4)氧化Fe2+;Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O (5)除去Fe3+;Fe(OH)3(或MnO2) 9.C　解析:反应中Al元素的化合价升高,被氧化,为还原剂,A项正确;反应中Cr为还原产物,Al2O3为氧化产物,由方程式可知氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,B项正确;反应中Cr元素化合价由+3降低到0,则冶炼1 mol Cr转移3 mol电子,C项错误;反应中Al作还原剂,Cr是还原产物,Al的还原性强于Cr,D项正确。 10.(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 (2)铝热反应放出大量的热,能使铁熔化,而铝的熔点比铁的低,故熔融物可能是液态的铁、铝熔合形成的合金 (3)NaOH溶液;2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2↑ (4)B 第 6 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$