人教版高中化学必修二课后作业：4-1-1金属矿物的开发利用含解析

课后作业
限时：45分钟总分：100分
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)
1．下列说法错误的是()
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再用
B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步
C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液
D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等2．下列说法中，不正确的是()
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
3.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，故无需加热
A．②③ B．①③
C．①②③D．②③④
4．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()
铝的利用是近几百年的事。

下列跟这个先后顺序有关的是( )
①地壳中金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A ．①③
B ．②⑤
C ．③⑤
D ．②④
6．下列金属的冶炼过程中，需加入还原剂的是( )
A ．HgO ―→Hg
B ．
Al 2O 3―→Al
C ．Ag 2O ―→Ag
D ．CuSO 4―→Cu
7．在熔融状态下，Na 与KCl 存在可逆反应：Na ＋KCl
NaCl ＋K ，通过调整温度，可利用金属Na 来制取K 。

根据上表的熔点和沸点，确定由Na 与KCl 反应制取K 的合适温度为( )
A ．770℃
B ．801℃
C ．850℃
D ．770℃～801℃
8．有0.4 g 铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的CO 2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g 沉淀。

这种铁的氧化物的化学式是( )
A ．FeO
B ．Fe 2O 3
C ．Fe 3O 4
D ．FeO 和Fe 2O 3
9．我国古代“药金”的冶炼方法是：将炉甘石(ZnCO 3)和赤铜矿(Cu 2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“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 ．用王水可区别黄金和“药金”
D ．用火焰灼烧不能区别黄金和药金
10．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；
②焙烧：2PbS ＋3O 2=====高温
2PbO ＋2SO 2；
③制粗铅：PbO ＋C=====高温Pb ＋CO ↑；PbO ＋CO=====高温
Pb ＋CO 2。

下列说法正确的是( )
A ．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B ．方铅矿焙烧反应中，PbS 是还原剂，还原产物只有PbO
C ．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb 共转移2 mol 电子
D．将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳
答案
1．C活泼金属的冶炼是电解其熔融盐如MgCl2、NaCl等，或熔融氧化物如Al2O3等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。

2．B金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，A项正确；有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属的时候，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如HgO，B项错误；金属元素在化合物中一定显正价，当变成金属单质后，化合价就变为0，所以是被还原，C项正确；金属被发现和应用得早，说明该金属容易被还原，从而也说明这些金属的活动性一般是较弱的，D项正确。

3．D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。

4．C活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。

5．D
6．D在冶炼金属的方法中，只有热还原法需要加入还原剂。

这种方法适合冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属如Fe、Cu，而后面的金属如Hg、Ag适合用热分解法，前面的金属如Al适合用电解法。

7．C K、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K气化。

其余三种
物质均为液体，便于生成的K 蒸气不断逸出，使反应向生成K 的方向进行而制得K 。

应在801℃～883℃间合理。

8．B CO 和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O 原子对应一个CO 2分子，每一个CO 2分子对应一个CaCO 3，所以有下列的关系式，假设0.4 g 该氧化物中含x g O 原子。

O ～ CO 2 ～ CaCO 3
16 100
x g 0.75 g
解得x ＝0.12
N (Fe)∶N (O)＝0.4 g －0.12 g 56 g·mol －1∶0.12 g 16 g·mol －1
＝2∶3。

故此氧化物的化学式为Fe 2O 3。

9．A 冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO 3=====高温
ZnO ＋
CO 2↑，2ZnO ＋C=====高温2Zn ＋CO 2↑，2Cu 2O ＋C=====高温
4Cu ＋CO 2↑，可知A 项正确，B 项错误。

王水可以溶解黄金和“药金”，故C 项错误。

用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，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，故D 项错误。

10．D 浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理
变化，故A 错误；方铅矿焙烧反应2PbS ＋3O 2=====高温
2PbO ＋2SO 2中，PbS 中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO 和SO 2，故B 错误；整个冶炼过程中，1 mol PbS 转化为PbO 转移电子是6 mol ，1 mol PbO 转化为Pb 转移电子是2 mol ，所以制取1 mol Pb 共转移8 mol 电子，故C 错误；将1 mol PbS 冶炼成Pb
的过程中，根据方程式得出：2PbS～2PbO～C～2Pb,1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 mol的碳，即需要6 g碳，故D正确。

———————————————————————————
11.在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()
A．Na、Mg、Al B．Na、K、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu、Ag D．Mg、Al、Zn、Fe
12.将氢气通过10 g CuO粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4 g，那么下列计算正确的是()
A．有1.6 g H2O生成
B．有8.4 g Cu生成
C．有80%的CuO被还原
D．实验过程中所消耗的氢气为0.2 g
二、非选择题(共52分)
13．(12分)某同学做“铝热反应”的实验。

查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：。

(2)下列能与Al发生铝热反应的有________(填序号)。

A．MnO2B．Na2O C．MgO D．FeO
(3)某同学推测，铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金。

设计实验方案，证明所得的块状熔融物中含有金属铝。

________(填序号)，理由是：__________________________。

A ．浓硫酸
B ．稀硫酸
C ．硫酸铜溶液
D ．NaOH 溶液
14．(16分)黄铜矿(CuFeS 2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。

(1)冶炼铜的反应为：8CuFeS 2＋21O 2=====高温
8Cu ＋4FeO ＋2Fe 2O 3＋16SO 2
若CuFeS 2中Fe 的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。

(2)上述冶炼过程产生大量SO 2。

下列处理方案中合理的是________(填代号)。

a ．高空排放
b ．用于制备硫酸
c ．用纯碱溶液吸收制Na 2SO 3
d ．用浓硫酸吸收
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe 2O 3、FeO 、SiO 2、Al 2O 3)可制备Fe 2O 3。

方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。

②滤液先氧化，再加入过量NaOH 溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe 2O 3。

根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是_______________________。

b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂：稀盐酸稀硫酸KSCN溶液KMnO4溶液NaOH溶液碘水
所选试剂为______________。

证明炉渣中含有FeO的实验现象为______________________。

15．(9分)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步反应中的现象为__________________________。

(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。

16．(15分)为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：
(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体(标准状况，下同)的体积为b L。

反应的化学方程式是_________________________________________________________；
样品中铝的质量是________ g。

(2)若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是__________________________________________________；
氧化铁与铝的质量比是________。

(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比c∶b＝________。

答案
11.A 金属的活泼性不同，冶炼方法也不同，活泼金属K ～Al 用电解法；较活泼金属Zn ～Cu 用还原剂(如H 2、焦炭、CO 等)还原法；不活泼金属如Hg 和Ag 用加热法。

12．C
CuO ＋H 2===H 2O ＋ Cu 固体质量减少
80 2 18 64 16
x y m (H 2O) m (Cu)10－8.4＝1.6
m (H 2O)＝1.8 g m (Cu)＝6.4 g
被还原的CuO 为x 10 g ×100%＝8 g 10 g
×100%＝80% 反应消耗H 2为0.2 g ，但实际提供的氢气大于0.2 g 。

13．(1)2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3
(2)AD
(3)氢氧化钠溶液 取适量样品置于试管中，加入NaOH 溶液；有气泡产生 2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑(其他合理答案均可)
(4)B 稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染 解析：(2)根据铝的活动性比Na 、Mg 弱，比Mn 、Fe 强知，MnO 2、FeO 均可与Al 发生铝热反应。

(3)要证明所得的铁中含有单质铝，只需加入NaOH 溶液，看有无气泡产生即可。

(4)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时置换出单质铜；NaOH 溶液不能和铁反应，只能溶解铝。

14．(1)Cu 、O (2)b 、c
(3)a.Al 3＋＋4OH －===AlO －
2＋2H 2O
b ．稀硫酸、KMnO 4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO 4
溶液褪色
解析：(1)分析方程式中各元素化合价可知Cu ＋2→Cu 0，O 0→O －2，氧元素、铜元素在反应中被还原。

(2)二氧化硫污染环境，不能排入空气中，浓硫酸不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。

(3)Al 3＋与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe 3＋与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将Al 3＋除去。

反应的离子方程式为：Al 3＋＋4OH －===AlO －
2＋2H 2O 。

若要证明炉渣中含有FeO 需要首先将其溶解，
生成可溶性的亚铁盐，结合试剂分析可知，将该溶液加入到高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。

选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。

15．(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
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。

16．(1)2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ 9b 11.2
(2)2Al ＋Fe 2O 3=====高温
Al 2O 3＋2Fe 80∶27
(3)2∶3
解析：(1)铝热剂中只有铝能与NaOH 溶液反应，Fe 2O 3不能反应，设样品中铝的质量为x ，则2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋
3H 2↑
2×27 3×22.4
x b L
x ＝2×27×b 3×22.4
g ＝9b 11.2 g ，样品中铝的质量为9b 11.2 g 。

(2)铝热剂点燃恰好完全反应，化学方程式为2Al ＋Fe 2O 3=====
高温
Al 2O 3＋2Fe ，由该方程式可推知：氧化铁与铝的质量比是m (Fe 2O 3)m (Al )
＝1602×27＝8027。

(3)依据铝热反应方程式可知：2 mol Al ――→NaOH
3 mol H 2，
2 mol Fe ――→HCl
2 mol H 2
故c ∶b ＝2∶3。