课时作业18 金属矿物的开发利用（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第二册同步学案（人教版）

课时跟踪检测 1．下列说法不正确的是(　　) A．自然界中不存在游离态的金属单质 B．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同 C．地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率 D．废旧金属的回收利用，有利于环境保护 【解析】　选A。自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在，极少数金属如Au、Pt等以游离态形式存在，A错误；金属活动性不同，金属阳离子被还原的难易程度不同，冶炼方法不同，B正确；金属资源是有限的，既要提高金属矿物的利用率，又要回收利用废旧金属，C、D正确。 2．我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是(　　) A．焦炭还原法　　　　　B．湿法炼铜 C．铝热还原法 D．电解冶炼法 【解析】　选A。火烧孔雀石和焦炭混合物发生的反应为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C2Cu＋CO2↑，属于焦炭还原法。 3．我国古代的湿法冶金术世界闻名。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是(　　) A．Fe B．Cu C．Ag D．Hg 【解析】　选B。中国古代的湿法冶金是将铁片放入铜的盐溶液中发生置换反应，得到金属铜。 4．金属材料在日常生活及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　) A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B．锈蚀后的铁制品没有回收价值 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．越活泼的金属越难冶炼 【解析】　选B。合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A正确；锈蚀后的铁制品除去铁锈可以回收利用，保护矿产资源，故B错误；金属冶炼是将化合态的金属元素转化成金属单质，其本质是金属阳离子得到电子变成金属原子，故C正确；越活泼的金属，其金属阳离子就越难得到电子被还原，越难冶炼，故D正确。 5．下列化工生产原理错误的是(　　) ①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁 ③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝 ④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故无需加热 A．②③ B．①③ C．①② D．②③④ 【解析】　选D。常用电解熔融NaCl的方法冶炼金属Na，①正确；Na非常活泼，将Na加入饱和MgCl2溶液中，Na先与H2O反应生成NaOH和H2，Mg2+再与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错误；AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，故冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，但仍需要高温，④错误。故选项D符合题意。 6．冶炼金属一般有以下四种方法：①焦炭还原法；②水煤气法（或氢气、一氧化碳还原法）；③活泼金属置换法；④电解法。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬，(Ⅳ)从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁。下列对应关系不正确的是(　　) A．(Ⅰ)① B．(Ⅱ)② C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④ 【解析】　选B。(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是用树木煅烧孔雀石，孔雀石分解后产生CuO，树木变成焦炭后还原CuO得到Cu：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C2Cu＋CO2↑，符合①；(Ⅱ)湿法炼铜是我国西汉时期用铁从铜的化合物溶液中置换出铜：Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，符合③；(Ⅲ)铝热法炼铬：2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3，符合③；(Ⅳ)从光卤石中炼镁是先从光卤石中得到MgCl2，再电解熔融的MgCl2得到Mg：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑，符合④。故选项B符合题意。 7．把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体的质量比是(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．1∶1 D．28∶9 【解析】　选C。由2Al＋3FeOAl2O3＋3Fe，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑知：2Al～3Fe～3H2；而由2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知：2Al～3H2。故两种情况下放出的H2质量相同。 8．下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是(　　) A．K、Mg B．Fe、Al C．Fe、Cu D．Hg、Ag 【解析】　选C。金属的冶炼方法与金属活动性强弱有关。在金属活动性顺序表中，排在最前边的K、Ca、Na、Mg、Al用电解方法冶炼；在Al之后到Cu，包括Cu，采用热还原方法冶炼；在Cu之后的金属用热分解方法冶炼。对选项的金属进行观察可知：能够用H2或CO把它从化合物中还原出来的是Fe和Cu，故合理选项是C。 9．（双选）我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，即可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(　　) A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌 C．用王水不能区别黄金和“药金” D．用火焰灼烧不能区别黄金和“药金” 【解析】　选AC。A正确，B错误，冶炼“药金”相关反应的化学方程式为ZnCO3ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑；C正确，王水可以溶解黄金和“药金”；D错误，用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金与空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化。 10．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有杂质SiO2和Fe2O3）提取氧化铝并冶炼Al的操作过程如下： (1)滤渣A是　　　　，滤渣B是　　　　。 (2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是________________________________________________________________________。 (3)操作Ⅳ中，灼烧时盛放药品的仪器是　　　　，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)生成滤渣C的离子方程式为________________________________________________________________________。 (5)取滤液B 100 mL，加入200 mL 1 mol/L盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7 g。则滤液B中c（AlO）＝　　　，c(Na＋)＞　　　　 mol/L。 【解析】　(1)铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A是SiO2（或二氧化硅）；滤液A中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠，则滤渣B是Fe(OH)3（或氢氧化铁）。(2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称均是过滤。(3)操作Ⅳ中，灼烧固体时盛放药品的仪器是坩埚。滤液B中含有偏铝酸钠，通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，滤渣C是Al(OH)3，则发生反应的化学方程式是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。(4)由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣C的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(5)取滤液B 100 mL，加入1 mol/L 200 mL盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7 g，即氢氧化铝质量是11.7 g，其物质的量是＝0.15 mol，根据铝原子守恒可知，溶液B中c（AlO）＝0.15 mol÷0.1 L＝1.5 mol/L。根据方程式Al2(SO4)3＋8NaOH===3Na2SO4＋2NaAlO2＋4H2O可知，Al2(SO4)3消耗氢氧化钠0.6 mol，又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应，因此最终滤液B中Na＋的浓度大于6.0 mol/L。 【答案】　(1)SiO2（或二氧化硅）　Fe(OH)3（或氢氧化铁）　(2)过滤　(3)坩埚　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　(5)1.5 mol/L　6.0 1．（双选）实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示（Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气）。下列说法正确的是(　　) A．①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4溶液、焦性没食子酸溶液 B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C．结束反应时，先停止加热，待W冷却后再关闭活塞K D．装置Q（启普发生器）也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 【解析】　选BC。Zn粒中往往含有硫等杂质，因此生成的氢气中可能混有H2S，所以用KMnO4溶液除去H2S，另外装置中含有空气，高温下能与W反应，焦性没食子酸溶液用于吸收氧气，最后通过浓硫酸干燥氢气，A错误；氢气是可燃性气体，通过爆鸣法验纯，B正确；为了防止W被氧化，反应结束后应该先停止加热，在氢气的氛围中冷却，等待W冷却后再关闭活塞K，C正确；二氧化锰与浓盐酸制备氯气的反应需要加热，而启普发生器不能加热，所以不能用于该反应，D错误。 2．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下： ①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸　②将反应后的混合物过滤　③向滤液中加入一种金属粉末 根据上述实验方案，试回答： (1)第①步反应的现象为________________________________________________________________________。 (2)第③步加入的金属粉末是　　　　，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热后通入　　　　气体，可得到较纯净的铜和水。 【解析】　孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。 【答案】　(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色 (2)Fe　铁比铜活泼，可从溶液中置换出铜 (3)氢气 3．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO)2是一种优良的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制备TiO2的流程如下所示。 (1)步骤①加Fe的目的是________________________________________________________________________； 步骤②冷却的目的是________________________________________________________________________。 (2)考虑成本和废物综合利用因素，水浸后废液中应加入　　　　处理。 (3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)的步骤如下： ―→ 反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(1)分析流程图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将Fe3+转化为Fe2+。冷却以减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶析出。(2)水浸后发生的离子反应为TiO2+＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，故应加入CaO、CaCO3或废碱等。(3)Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。 【答案】　(1)将Fe3+还原为Fe2+　析出绿矾(FeSO4·7H2O)　(2)生石灰（或碳酸钙、废碱等）　(3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应 学科网（北京）股份有限公司 $