专题16 金属的冶炼原理-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（人教版2019必修第二册）

专题16 金属的冶炼原理 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、金属的冶炼 1. 金属在自然界中的存在 金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以 形式存在外，绝大多数金属元素以 形式存在。 2. 金属冶炼的一般步骤 3. 冶炼实质 金属的冶炼过程就是把金属从 态还原为 态的过程。即 (写反应通式，用M表示金属)。 4．冶炼依据 金属离子的氧化性强弱不同 5．冶炼方法 （1）电解法：冶炼金属活泼性很强的金属（如K、Ca、Na、Mg、Al等） ①冶炼钠：2NaCl（熔融） ②冶炼镁：MgCl2（熔融） ③冶炼铝：2Al2O3（熔融） （冰晶石是 ） 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 金属离子得电子能力 主要冶炼方法 （2）热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al、Na等）还原金属活泼性介于Zn~Cu之间的金属化合物。 ①Fe2O3+3CO ②2CuO+C ↑ ③WO3+3H2 ④TiCl4+4Na ⑤Cr2O3+2Al （3）热分解法：用于冶炼不活泼金属Hg、Ag。 ①分解HgO制取Hg： ②分解Ag2O制取Ag： 6．铜的冶炼“两方法” （1）湿法炼铜：Fe+CuSO4＝ （2）火法炼铜： ①工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜 2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣） 2Cu2S+3O2 2Cu2O+Cu2S （3）电解精炼铜：用 做阳极，失电子变为Cu2+，用 做阴极即可得精铜。 7. 金属提炼的物理方法——富集法 适用于极不活泼的金属的冶炼如 。 二、金属冶炼的易错知识点 （1）在化合物中金属元素都显 价，表现 ，但是处于中间价态的金属还表现还原性。 （2）金属冶炼的实质是金属阳离子 电子被 为金属单质。 （3）金属越不活泼，其相应的金属阳离子的 越强，越容易被冶炼。 （4）热还原法中使用的还原剂通常是 、 和 等。在高炉炼铁中，加入的还原剂是 ，但反应中真正作还原剂的是CO。 （5）冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是 。 （6）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是 。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是 。 （7）用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 【特别提醒】 （1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 （2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 三、其它的冶炼方法 1. 铝热反应——铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 ①镁带 ，放出大量的 ，并发出耀眼的 ，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被 ，有 落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如 等； ②金属 ，如野外焊接钢轨等 （1）原理：Al是 剂，另一种氧化物是 剂。 （2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属 为金属单质。 （3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈 且易与Al2O3 。 （4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的 。 （5）应用：冶炼 金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 2. 用还原法来冶炼某些很活泼的金属原理 Na+KCl 2RbCl+Mg 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 四、金属的回收和资源保护——回收金属的意义 1. 合理开发和利用金属矿物资源的原因 ①资源有限且分布不均 ②金属的冶炼消耗很多能量 ③金属冶炼造成环境污染 ④金属腐蚀造成大量损失 2. 有效利用金属矿物的措施 ①提高金属矿物的利用率，节约矿物资源。 ②开发环保高效的金属冶炼方法，节约能源，减少环境污染。 ③防止金属的腐蚀，减少损失。 ④使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。 ⑤加强废旧金属的回收和再利用。 【例1】古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　) A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn B.用H2还原Fe2O3可得到Fe C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu D.Ag2O直接热分解可得到Ag 【例2】金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是 A．用电解法制取金属钠： B．用热还原法冶炼金属： C．用热分解法冶炼金属： D．用还原剂与氯化铜溶液反应冶炼： 【例3】金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。 (1)金属在自然界中大多以化合物的形式存在，在这些金属化合物中，金属元素大都显 (填“正”或“负”)价。 (2)金属的冶炼方法有热还原法、热分解法、活泼金属置换法和电解法。 请从上述四种方法中选择相应的填入下表。 高炉炼铁 湿法炼铜 ① ② 铝热法炼铬 工业上冶炼钾 ③ ④ (3)写出与反应的化学方程式： 。 1．中华民族有着光辉灿烂的发明史，下列发明创造不涉及化学反应的是 A．用胆矾炼铜 B．用铁矿石炼铁 C．中国古代炼丹术士将丹砂(HgS)炼成三仙丹(HgO) D．活字印刷术印诗成册 2．下列金属的冶炼一般不用电解的是 A．Fe B．Ca C．Al D．Na 3．下列物质中，通常用热分解法冶炼的是 A． B． C． D．(汞) 4．中华文化源远流长。下列与化学相关的描述错误的是 A．《抱朴子》中记载：“丹砂(HgS)烧之成水银”，是通过热分解法获得金属单质 B．《梦溪笔谈》中记载：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及湿法炼铜的原理 C．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中蚕丝的主要成分为纤维素 D．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金在自然界中以单质形式存在 5．下列关于工业冶炼金属的方法合理的是 A．CO还原制铁 B．电解熔融制铝 C．加热分解MgO制镁 D．Na还原溶液制铜 6．下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定 B．铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜 C．铁通常采用高温还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳 D．用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠 7．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是 A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．炼铁是采用氧化剂将铁从其化合物中氧化出来的方法 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取其金属单质 D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 8．下列制备金属单质的方法或原理正确的是 A．在通电条件下，电解饱和食盐水制备金属Na B．在通电条件下，电解熔融MgO制备单质Mg C．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 9．下列关于金属冶炼的说法中错误的是 A．电解法获得镁时，不可在或中降温冷却 B．热还原法常用的还原剂有等 C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 10．氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．制漂白粉：NaCl溶液漂白粉 B．HCl制备：NaCl溶液和 C．纯碱工业：NaCl溶液 D．金属Mg制备：溶液 11．金属材料在生产生活中的应用越来越广泛。下列有关说法不正确的是 A．通过热分解法可以制取金属银 B．高炉炼铁时石灰石可将二氧化硅转化成炉渣除去 C．利用铝热反应可以制备金属镁 D．镁铝合金的硬度比纯铝大 12．下列有关物质的工业制备反应正确的是 A．冶炼镁： B．制HCl： C．制粗硅： D．电解NaCl溶液冶炼钠： 13．下列反应原理不符合工业上冶炼金属的方法的是 A． B． C． D． 14．将孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]和焦炭混合加强热可冶炼金属铜，该冶炼方法属于 A．湿法炼铜 B．电解炼铜 C．焦炭还原炼铜 D．热分解炼铜 15．下列有关金属冶炼的说法正确的是 A．制Na：高温分解NaCl制备Na B．制Al：在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物制备单质Al C．制Fe：工业上用Al和Fe2O3冶炼大量单质铁 D．制Cu：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了分解反应 16．工业上常以铝土矿(主要成分为，含少量)为原料冶炼金属铝，其工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．“溶解时发生反应的离子方程式为 B．“酸化”时可以用代替 C．“过滤2”中所得滤液的主要成分为 D．“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石，用作催化剂 17．金属材料对于促进生产发展发挥了巨大的作用。如图是两种金属及其化合物的转化关系(每一步反应均反应完全)，其中X、Y是日常生活中常见的金属单质，M、N、Z是含有元素Y的化合物，反应②是工业上制备金属X的方法之一，下列说法错误的是 A．金属X、Y分别是、 B．反应①和③中等量的完全反应，则转移的电子数：①>③ C．溶液与的反应在工业上用于制作印刷电路板 D．由转化关系可推知氧化性： 18．某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、煤矿、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开采和炼铁厂的建立，需要在该地区相对应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系(如图所示)。 下列说法正确的是 A．甲为焦化厂，可以从煤的干馏产物中获取焦炭等一系列化学原料 B．乙为发电厂，存在着“化学能→热能→机械能→电能”的能量转化过程 C．丙为炼铁厂，高炉炼铁中得到生铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D．丁为水泥厂，常用石灰石调节水泥硬化速率 19．冶炼金属一般有下列五种方法：①焦炭法；②水煤气(或)法；③活泼金属置换法；④电解法；⑤热分解法。五种方法各有优缺点，在工业上均有应用。 (1)一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A、B分别为___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)铝热反应是采用题干中的方法③，列举铝热反应的一个用途： ；由金属氧化物冶炼是采用题干中的哪种方法？ (填序号)；高炉炼铁是采用题干中的方法②，用炼铁的化学方程式为 。 (3)钛有“未来钢铁”之称。工业上常以获得海绵状钛。该反应在下列哪种环境中进行___________(填字母)。 A．稀有气体中 B．空气中 C．氮气中 D．气体中 (4)工业上电解冶炼铝的化学方程式为 。若电路中通过电子，可以得到 。 20．Ⅰ．金属及其化合物用途广泛，研究金属的提取、冶炼意义重大。 (1)下列各组金属，冶炼方法一定不同的是 (填字母)。 a．Hg、Ag    b．Na、Mg    c．Al、Fe Ⅱ．以铬铁矿(主要成分为FeO和，含有少量、等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠并制取铬，其主要工艺流程如下： 查阅资料得知：在碱性条件下，某些氧化剂能将氧化为。 (2)铬铁矿在加入硫酸前通常先粉碎，目的是 。 (3)“操作①”是 ，实验室模拟该操作用到的玻璃仪器有：烧杯、 。 (4)工业上可用固体A制取粗硅，写出反应的化学方程式： 。 (5)溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式： 。 (6)酸化过程中发生的反应 (填“是”或“否”)为氧化还原反应。 21．云南素有“有色金属王国”的称誉，种类多、储量大，其中铝、锌、锡、铅、铜及其他有色金属储量尤为突出。回答下列问题： (1)根据金属活泼性不同，冶炼金属铝、锌、锡、铅、铜的方法明显不同于其它金属的是 (填元素符号)。 (2)锌与稀硫酸的反应可以设计成原电池，其装置如图所示： ①电极是装置中 (填“X”或“Y”)电极。 ②电极上发生的电极反应式为 。 ③设为阿伏加德罗常数的值，若反应消耗了锌，则电路中转移的电子数目是 (用含的代数式表示)。 (3)铝土矿的主要成分为及少量的和，工业上经过如图所示的工艺流程可以冶炼金属铝。 ①“浸出渣A”的化学式为 ，“滤渣B”的颜色为 。 ②“溶液X”中通入过量生成的离子方程式为 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题16 金属的冶炼原理 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、金属的冶炼 1. 金属在自然界中的存在 金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以游离态形式存在外，绝大多数金属元素以化合态形式存在。 2. 金属冶炼的一般步骤 3. 冶炼实质 金属的冶炼过程就是把金属从_化合__态还原为_游离__态的过程。即_Mn＋＋ne－===M__(写反应通式，用M表示金属)。 4．冶炼依据 金属离子的氧化性强弱不同 5．冶炼方法 （1）电解法：冶炼金属活泼性很强的金属（如K、Ca、Na、Mg、Al等） ①冶炼钠：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑ ②冶炼镁：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑ ③冶炼铝：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑（冰晶石是助熔剂，降低Al2O3的熔点。） 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 （2）热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al、Na等）还原金属活泼性介于Zn~Cu之间的金属化合物。 ①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②2CuO+C2Cu+CO2↑ ③WO3+3H2W+3H2O ④TiCl4+4NaTi+4NaCl ⑤Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3 （3）热分解法：用于冶炼不活泼金属Hg、Ag。 ①分解HgO制取Hg：2HgO2Hg+O2↑ ②分解Ag2O制取Ag：2Ag2O4Ag+O2↑ 6．铜的冶炼“两方法” （1）湿法炼铜：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu。 （2）火法炼铜： ①工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜 2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣） 2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ （3）电解精炼铜：用粗铜做阳极，失电子变为Cu2+，用纯铜棒做阴极即可得精铜。 7. 金属提炼的物理方法——富集法 适用于极不活泼的金属的冶炼如Pt、Au。 二、金属冶炼的易错知识点 （1）在化合物中金属元素都显正价，表现氧化性，但是处于中间价态的金属还表现还原性。 （2）金属冶炼的实质是金属阳离子得电子被还原为金属单质。 （3）金属越不活泼，其相应的金属阳离子的氧化性越强，越容易被冶炼。 （4）热还原法中使用的还原剂通常是碳单质、一氧化碳和氢气等。在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但反应中真正作还原剂的是CO。 （5）冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。 （6）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态难导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 （7）用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 【特别提醒】 （1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 （2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 三、其它的冶炼方法 1. 铝热反应——铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等 （1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂。 （2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。 （3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 （4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。 （5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 2. 用还原法来冶炼某些很活泼的金属原理 Na+KClK↑+NaCl 2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑ 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 四、金属的回收和资源保护——回收金属的意义 1. 合理开发和利用金属矿物资源的原因 ①资源有限且分布不均 ②金属的冶炼消耗很多能量 ③金属冶炼造成环境污染 ④金属腐蚀造成大量损失 2. 有效利用金属矿物的措施 ①提高金属矿物的利用率，节约矿物资源。 ②开发环保高效的金属冶炼方法，节约能源，减少环境污染。 ③防止金属的腐蚀，减少损失。 ④使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。 ⑤加强废旧金属的回收和再利用。 【例1】古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　) A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn B.用H2还原Fe2O3可得到Fe C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu D.Ag2O直接热分解可得到Ag 【答案】C　 【解析】A．根据金属活泼性顺序可知,可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确； B．根据金属活泼性顺序可知，也可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe,故B正确； C．铜能够与氧气反应,Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误； D．银的活泼性较差,工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag,故D正确； 故选C。 【例2】金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是 A．用电解法制取金属钠： B．用热还原法冶炼金属： C．用热分解法冶炼金属： D．用还原剂与氯化铜溶液反应冶炼： 【答案】D 【详解】A．钠是活泼金属，通常用电解熔融氯化钠的方法制取，原理为：，故A项正确； B．Fe熔点较高，活泼性弱于铝，可以用铝热反应制取，原理为：，故B项正确； C．银不活泼，通常用热分解法制取，原理为：，故C项正确； D．钠与CuCl2溶液反应时，先与水反应生成NaOH，NaOH与CuCl2生成Cu（OH）2沉淀，故D项错误； 故本题选D。 【例3】金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。 (1)金属在自然界中大多以化合物的形式存在，在这些金属化合物中，金属元素大都显 (填“正”或“负”)价。 (2)金属的冶炼方法有热还原法、热分解法、活泼金属置换法和电解法。 请从上述四种方法中选择相应的填入下表。 高炉炼铁 湿法炼铜 ① ② 铝热法炼铬 工业上冶炼钾 ③ ④ (3)写出与反应的化学方程式： 。 【答案】(1)正 (2) 热还原法 活泼金属置换法 活泼金属置换法 电解法 (3)2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr 【详解】（1）金属元素的原子在反应中易失去电子，形成金属阳离子，因此金属元素在自然界形成的化合物中大都显正价，故答案为：正； （2）不同金属的冶炼方法不同。①比较活泼的金属铁采用热还原方法冶炼；②湿法炼铜原理是在溶液中Fe与CuSO4发生置换反应产生Cu和FeSO4，该方法为活泼金属置换法；③铝热法炼铬原理是在高温条件下Al与Cr2O3发生反应产生Al2O3和Cr，该方法为活泼金属置换法；④由于金属钾活动性强，用一般还原剂不能将其还原出来，工业上可通过电解熔融KCl的方法进行冶炼，该方法为电解法，故答案为：热还原法；活泼金属置换法；活泼金属置换法；电解法； （3）在高温条件下Al与Cr2O3发生反应产生Al2O3和Cr，该反应的化学方程式为：2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr，故答案为： 2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr； 1．中华民族有着光辉灿烂的发明史，下列发明创造不涉及化学反应的是 A．用胆矾炼铜 B．用铁矿石炼铁 C．中国古代炼丹术士将丹砂(HgS)炼成三仙丹(HgO) D．活字印刷术印诗成册 【答案】D 【详解】A．胆矾（CuSO４·5H2O）炼铜需分解和还原生成铜，有新物质生成，涉及化学反应，A正确； B．铁矿石（如Fe2O3）炼铁需还原反应生成Fe，有新物质生成，涉及化学反应，B正确； C．丹砂（HgS）转化为三仙丹（HgO），发生化学反应生成新物质，C正确； D．活字印刷是物理转移油墨至纸张的过程，无新物质生成，不涉及化学反应，D错误； 故选D。 2．下列金属的冶炼一般不用电解的是 A．Fe B．Ca C．Al D．Na 【答案】A 【详解】金属的冶炼方法与其在金属活动性顺序表中的位置有关。活泼性较强的金属：Ca、Na、Al因还原性强，需通过电解熔融化合物（如氯化物或氧化物）来制取。Fe位于金属活动性表中游，活泼性较弱，通常用还原法，如高炉炼铁，用CO还原氧化铁即可制得，无需电解，答案选A。 3．下列物质中，通常用热分解法冶炼的是 A． B． C． D．(汞) 【答案】D 【详解】A．钠、镁、铝为活泼金属，一般用电解熔融的氯化物(铝为氧化铝)制得，A项错误； B．铝需要用电解法冶炼，电解熔融状态下的氧化铝制得，B项错误； C．较不活泼的金属铁、铜等用热还原法（还原剂为氢气、一氧化碳、铝粉等）制得，C项错误； D．金属汞可以用加热氧化汞的方法获得，D项正确； 答案选D。 4．中华文化源远流长。下列与化学相关的描述错误的是 A．《抱朴子》中记载：“丹砂(HgS)烧之成水银”，是通过热分解法获得金属单质 B．《梦溪笔谈》中记载：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及湿法炼铜的原理 C．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中蚕丝的主要成分为纤维素 D．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金在自然界中以单质形式存在 【答案】C 【详解】A．HgS受热分解生成汞和单质硫，汞、银这类不活泼金属通过热分解法冶炼获得，A正确； B．胆矾为CuSO4·5H2O，其溶液可以与铁发生置换反应，生成单质铜，B正确； C．蚕丝的主要成分为蛋白质，C错误； D．金化学性质不活泼，在自然界中以单质形式存在，D正确； 故选C。 5．下列关于工业冶炼金属的方法合理的是 A．CO还原制铁 B．电解熔融制铝 C．加热分解MgO制镁 D．Na还原溶液制铜 【答案】A 【详解】A．工业上常用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁（高炉炼铁），符合实际生产，A正确； B．铝的冶炼需电解熔融Al2O3，而非AlCl3（熔融AlCl3不导电），B错误； C．镁的金属活动性强，需电解熔融MgCl2制取，直接加热分解MgO无法得到镁，C错误； D．钠会优先与水反应生成NaOH和H2，无法置换CuSO4溶液中的铜，D错误； 故选A。 6．下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定 B．铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中，从而置换出铜 C．铁通常采用高温还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳 D．用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠 【答案】A 【详解】A．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，如钠、铝等，较活泼金属用热还原法，如铜、铁等，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼，A正确； B．铜的湿法冶炼是将金属铁投入到硫酸铜溶液中，从而置换出铜，不能用钠，钠能与水反应，B错误； C．Fe通常采用热还原法冶炼，加入石灰石的目的是和铁矿石中的二氧化硅形成硅酸钙炉渣，C错误； D．制取钠应电解熔融氯化钠反应生成钠和氯气，而不是电解氯化钠溶液，D错误； 故选A。 7．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是 A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．炼铁是采用氧化剂将铁从其化合物中氧化出来的方法 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取其金属单质 D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 【答案】D 【分析】金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，如钠、铝等，较活泼金属用热还原法，如铜、铁等，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼； 【详解】A．铁用CO还原法炼制，用铝热法炼制成本太高，A错误； B．炼铁是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来的方法，B错误； C．AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电，工业上用电解熔融Al2O3的方法制取铝，C错误； D．高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，D正确； 故选D。 8．下列制备金属单质的方法或原理正确的是 A．在通电条件下，电解饱和食盐水制备金属Na B．在通电条件下，电解熔融MgO制备单质Mg C．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 【答案】C 【详解】A．制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法，电解溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，故A错误； B．Mg为活泼金属，电解熔融MgO理论上可以制备单质Mg， 但是MgO熔点高，熔融MgO需消耗大量能源，常通过电解熔融MgCl2制备镁，故B错误； C．Al为活泼金属，应用电解熔融Al2O3制备，故C正确； D．制备单质Cu用热还原法制备，故D错误； 故C正确。 9．下列关于金属冶炼的说法中错误的是 A．电解法获得镁时，不可在或中降温冷却 B．热还原法常用的还原剂有等 C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得 D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 【答案】C 【详解】A．镁与或都能反应，因此电解法获得镁时，不可在或中降温冷却，A正确； B．热还原法常用有等四种还原剂，B正确； C．金属均能通过电解熔融氯化物的方法获得，金属通过电解熔融氧化铝的方法获得，C错误； D．回收旧金属可进行冶炼生成金属单质，也可用于制备其他化工产品，如回收铁、铝等，D正确； 故选C。 10．氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．制漂白粉：NaCl溶液漂白粉 B．HCl制备：NaCl溶液和 C．纯碱工业：NaCl溶液 D．金属Mg制备：溶液 【答案】B 【详解】A．制漂白粉是将通入冷的石灰乳中，不能用澄清石灰水，A错误； B．电解NaCl溶液可以制得和：，再将制得的在中燃烧反应生成气体，B正确； C．向NaCl溶液中通入不能制得，应向氨化的饱和NaCl溶液中通入足量析出固体，C错误； D．制备金属Mg应电解熔融的，而不是电解溶液，D错误； 故选B。 11．金属材料在生产生活中的应用越来越广泛。下列有关说法不正确的是 A．通过热分解法可以制取金属银 B．高炉炼铁时石灰石可将二氧化硅转化成炉渣除去 C．利用铝热反应可以制备金属镁 D．镁铝合金的硬度比纯铝大 【答案】C 【详解】A．银属于不活泼金属，可以通过直接加热分解氧化银制取金属银，A正确； B．高炉炼铁时，加入石灰石可与二氧化硅反应生成硅酸钙，将二氧化硅转化为炉渣除去，B正确； C．镁的金属活动性在铝之前，因此无法用铝单质还原氧化镁制备金属镁，C错误； D．合金的硬度比其成分金属的大，则镁铝合金的硬度比纯铝大，D正确； 答案选C。 12．下列有关物质的工业制备反应正确的是 A．冶炼镁： B．制HCl： C．制粗硅： D．电解NaCl溶液冶炼钠： 【答案】B 【详解】A．镁是活泼金属，冶炼方法采用电解法，化学方程式为：，故A项错误； B．H2可以在Cl2中安静燃烧生成HCl，化学方程式为：，故B项正确； C．硅元素在自然界中只有化合态形式，工业上用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅和CO，化学方程式为：，故C项错误； D．电解熔融NaCl冶炼钠：化学方程式为：，故D项错误； 故答案选B。 13．下列反应原理不符合工业上冶炼金属的方法的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．Mg金属活动性强，故无法通过热还原获得单质，工业上使用电解熔融氯化镁制备，方程式为：，A符合题意； B．Fe单质工业冶炼过程中有CO热还原方案，反应原理合理，B不符题意； C．Ag的金属活动性弱，可以通过热分解方法获得单质银，反应原理合理，C不符题意； D．Al的金属活动性强，且AlCl3是共价化合物，单质铝的工业制备需电解熔融氧化铝方案，反应原理合理，D不符题意； 本题选A。 14．将孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]和焦炭混合加强热可冶炼金属铜，该冶炼方法属于 A．湿法炼铜 B．电解炼铜 C．焦炭还原炼铜 D．热分解炼铜 【答案】C 【详解】高温条件下，孔雀石先分解为氧化铜，再用焦炭还原，属于热还原法，C项符合题意。 15．下列有关金属冶炼的说法正确的是 A．制Na：高温分解NaCl制备Na B．制Al：在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物制备单质Al C．制Fe：工业上用Al和Fe2O3冶炼大量单质铁 D．制Cu：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了分解反应 【答案】B 【详解】A．钠元素的金属性强，不能用高温分解制备金属钠，所以工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠，A错误； B．制备单质Al，在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物，B正确； C．工业炼铁常用CO还原Fe2O3的方法，而不用铝热反应，因为利用铝热反应炼铁成本较高且得到的往往是金属粉混合物，难以分离，C错误； D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，D错误； 故选B。 16．工业上常以铝土矿(主要成分为，含少量)为原料冶炼金属铝，其工艺流程如图： 下列说法正确的是 A．“溶解时发生反应的离子方程式为 B．“酸化”时可以用代替 C．“过滤2”中所得滤液的主要成分为 D．“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石，用作催化剂 【答案】A 【分析】铝土矿(主要成分为，含少量)，加入NaOH溶液溶解后，滤渣为，滤液为溶液，通入过量的CO2生成Al(OH)3，过滤，滤液主要为碳酸氢钠溶液，滤渣为Al(OH)3，灼烧后得到Al2O3，加入冰晶石，在熔融状态下电解Al2O3，得到Al和氧气，冰晶石的作用是降低Al2O3的熔点。 【详解】A．由分析可知，加入NaOH溶液后，与氧化铝反应生成，反应的离子方程式为，故A正确； B．“酸化”时不可以用代替，因为如果过量会溶解Al(OH)3，故B错误； C．“过滤2”中所得滤液的主要成分为，故C错误； D．试剂X为冰晶石，作用是降低Al2O3的熔点，故D错误； 答案选A。 17．金属材料对于促进生产发展发挥了巨大的作用。如图是两种金属及其化合物的转化关系(每一步反应均反应完全)，其中X、Y是日常生活中常见的金属单质，M、N、Z是含有元素Y的化合物，反应②是工业上制备金属X的方法之一，下列说法错误的是 A．金属X、Y分别是、 B．反应①和③中等量的完全反应，则转移的电子数：①>③ C．溶液与的反应在工业上用于制作印刷电路板 D．由转化关系可推知氧化性： 【答案】B 【分析】X、Y是日常生活中常见的金属单质，M、N、Z是含有元素Y的化合物，根据图中信息可知，Z为红褐色沉淀，因此Z为，M中加入NaOH溶液后得到Z，而YSO4中加入稀硫酸和H2O2可得到M，可知M为，YSO4为FeSO4，Y为Fe，M中加入KSCN溶液得到N，则N为；反应②是工业上制备金属X的方法之一，可知为湿法炼铜，X为Cu，XSO4为CuSO4，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，X为，Y为，A项正确； B．反应①的离子方程式为，反应③是在酸性溶液中将氧化成，反应的离子方程式为，等量的完全反应，则转移的电子数相同，B项错误； C．溶液(溶液)与的反应为，在工业上用于制作印刷电路板，C项正确； D．同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，根据题中的离子反应：、，可知氧化性：，即，D项正确； 故答案选B。 18．某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、煤矿、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开采和炼铁厂的建立，需要在该地区相对应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系(如图所示)。 下列说法正确的是 A．甲为焦化厂，可以从煤的干馏产物中获取焦炭等一系列化学原料 B．乙为发电厂，存在着“化学能→热能→机械能→电能”的能量转化过程 C．丙为炼铁厂，高炉炼铁中得到生铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D．丁为水泥厂，常用石灰石调节水泥硬化速率 【答案】C 【分析】煤炭燃烧可以发电，甲为发电厂，煤的干馏制造煤焦油，乙为焦化厂，赤铁矿、碳酸钙是炼铁的原料，丙为炼铁厂，碳酸钙和黏土是生产水泥的原料，丁为水泥厂，据此分析判断； 【详解】A．根据分析，煤炭燃烧可以发电，甲为发电厂，A错误； B．根据分析，煤的干馏制造煤焦油，乙为焦化厂，B错误； C．根据分析，丙为炼铁厂，高炉炼铁中赤铁矿与焦炭反应得到生铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，C正确； D．丁为水泥厂，常用硫酸钙调节水泥硬化速率，D错误； 故选C。 19．冶炼金属一般有下列五种方法：①焦炭法；②水煤气(或)法；③活泼金属置换法；④电解法；⑤热分解法。五种方法各有优缺点，在工业上均有应用。 (1)一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A、B分别为___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)铝热反应是采用题干中的方法③，列举铝热反应的一个用途： ；由金属氧化物冶炼是采用题干中的哪种方法？ (填序号)；高炉炼铁是采用题干中的方法②，用炼铁的化学方程式为 。 (3)钛有“未来钢铁”之称。工业上常以获得海绵状钛。该反应在下列哪种环境中进行___________(填字母)。 A．稀有气体中 B．空气中 C．氮气中 D．气体中 (4)工业上电解冶炼铝的化学方程式为 。若电路中通过电子，可以得到 。 【答案】(1)C (2) 焊接铁轨 ⑤ (3)A (4) (熔融) 9 【详解】（1）由B与灼热的氧化铜反应得到A推测B应为CO，发生反应 ，则A为CO2，A与红热的炭反应，得到B，则发生反应，因此答案选C。 （2）铝热反应是用作还原剂发生置换反应，如，可用于焊接铁轨；将加热分解得到，因此采取方法⑤；高炉炼铁，如用炼铁生成铁单质与二氧化碳，发生反应：。 （3）空气中的气体在加热的条件下均与镁反应，故应在稀有气体中进行，答案选A。 （4）工业上电解熔融的制取，化学方程式为:(熔融)，该反应中每生成，转移电子，因此电路中通过电子时，生成，即。 20．Ⅰ．金属及其化合物用途广泛，研究金属的提取、冶炼意义重大。 (1)下列各组金属，冶炼方法一定不同的是 (填字母)。 a．Hg、Ag    b．Na、Mg    c．Al、Fe Ⅱ．以铬铁矿(主要成分为FeO和，含有少量、等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠并制取铬，其主要工艺流程如下： 查阅资料得知：在碱性条件下，某些氧化剂能将氧化为。 (2)铬铁矿在加入硫酸前通常先粉碎，目的是 。 (3)“操作①”是 ，实验室模拟该操作用到的玻璃仪器有：烧杯、 。 (4)工业上可用固体A制取粗硅，写出反应的化学方程式： 。 (5)溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式： 。 (6)酸化过程中发生的反应 (填“是”或“否”)为氧化还原反应。 【答案】(1)c (2)增大接触面积，加快反应速率 (3) 过滤 漏斗、玻璃棒 (4) (5) (6)否 【分析】由流程图可知，铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)加过量硫酸，FeO、Cr2O3和Al2O3都溶解，SiO2不溶，经过滤分离得到固体A和溶液B，则固体A为SiO2；溶液B中含有Fe2+、Al3+、Cr3+，然后将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液pH，使Fe3+形成氢氧化铁沉淀，同时Al3+变成氢氧化铝沉淀而除去，固体C为氢氧化铁和氢氧化铝混合物；之后加入双氧水和过量的NaOH溶液，双氧水作氧化剂将Cr3+转化为；然后酸化使转化为，酸性条件下电解得到Cr单质，据此回答； 【详解】（1）a．Hg、Ag均用热分解法制备，故a不符合题意； b．Na、Mg均用电解法制备，故b不符合题意； c．Al用电解法制备，Fe用热还原法制备，故c符合题意； 故选c； （2）将矿石粉碎的目的为增大接触面积，加快反应速率； （3）“操作①”分离固体和液体，为过滤； （4）固体A为，制取粗硅的反应方程式为； （5）溶液D含有Cr3+，在溶液D中加入H2O2和NaOH，发生氧化还原反应，Cr3+～，铬化合价(+3→+6)，H2O2～H2O，氧化合价(-1→0)，离子反应方程式为：； （6）酸化过程转化为，无元素化合价变化，不是氧化还原反应。 21．云南素有“有色金属王国”的称誉，种类多、储量大，其中铝、锌、锡、铅、铜及其他有色金属储量尤为突出。回答下列问题： (1)根据金属活泼性不同，冶炼金属铝、锌、锡、铅、铜的方法明显不同于其它金属的是 (填元素符号)。 (2)锌与稀硫酸的反应可以设计成原电池，其装置如图所示： ①电极是装置中 (填“X”或“Y”)电极。 ②电极上发生的电极反应式为 。 ③设为阿伏加德罗常数的值，若反应消耗了锌，则电路中转移的电子数目是 (用含的代数式表示)。 (3)铝土矿的主要成分为及少量的和，工业上经过如图所示的工艺流程可以冶炼金属铝。 ①“浸出渣A”的化学式为 ，“滤渣B”的颜色为 。 ②“溶液X”中通入过量生成的离子方程式为 。 【答案】(1)Al (2) X 2H++2e-=H2↑ 0.4 (3) 红褐色 CO2+=Al(OH)3↓+HCO 【详解】（1）根据金属活泼性不同，铝属于活泼金属，常用电解法冶炼，而锌、锡、铅、铜常用热还原法，冶炼金属铝、锌、锡、铅、铜的方法明显不同于其它金属的是Al。故答案为：Al； （2）锌与稀硫酸的反应可以设计成原电池，该原电池中，Zn易失电子作负极、不活泼金属作正极，负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极上电极反应式为2H++2e-=H2↑，导致负极上金属逐渐减少，正极上有气泡产生，电子从负极流向正极。 ①电子从负极流向正极，电极是装置中X电极。故答案为：X； ②电极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑。故答案为：2H++2e-=H2↑； ③设为阿伏加德罗常数的值，若反应消耗了锌，则电路中转移的电子数目是=0.4。故答案为：0.4； （3）铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅，加入盐酸，二氧化硅不溶于盐酸，过滤除去，得到的溶液为氯化铝、氯化铁溶液以及过量的盐酸，再加入过量的NaOH溶液，先中和盐酸，再沉淀Fe3+，且Al3+转化为四羟基合铝酸根，向溶液b中通入足量的CO2，生成Al(OH)3沉淀，过滤，将Al(OH)3加热，生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3，生成铝和氧气。 ①二氧化硅不溶于盐酸，过滤除去，“浸出渣A”的化学式为SiO2，“滤渣B”Fe(OH)3沉淀颜色为红褐色。故答案为：红褐色； ②“溶液X”中通入过量的CO2得到Al(OH)3，同时生成NaHCO3，通入过量生成的离子方程式为CO2+=Al(OH)3↓+HCO。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$