2016-2017学年高中化学第3单元化学与材料的发展课题2金属材料(第1课时)从矿石中获得金属学业分层测评新人

从矿石中获得金属

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是( )

A ．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

B ．工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的

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】 金属镁的制备是通过电解熔融的氯化镁制得，而金属铝是通过电解熔融的氧化铝得到，因为氯化铝是共价化合物，B 项错误。

【答案】 B

2．我国商务部公布，我国铁矿石等原材料出口大幅度回落，保证我国钢铁工业的健康发展。铁矿石用于冶炼金属铁，下列关于铁的冶炼说法正确的是

( )

A ．冶炼铁的原料有赤铁矿(主要成分是Fe 3O 4)、焦炭、石灰石和空气

B ．炼铁高炉中还原剂焦炭将铁从铁矿石中还原出来

C ．黄铜矿(CuFeS 2)可冶炼出Cu 、Fe ，同时可制取硫酸

D ．石灰石在冶铁过程中参与了氧化还原反应

【解析】 铁矿石主要有：磁铁矿(主要成分Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分Fe 2O 3)、褐铁矿(主要成分2Fe 2O 3·3H 2O)、黄铁矿(主要成分FeS 2)。首先是焦炭在高炉中生成还原性气体CO ：C ＋O 2=====高温CO 2，CO 2＋C=====高温2CO ；CO 再还原Fe 2O 3：Fe 2O 3＋3CO=====高温

2Fe ＋3CO 2↑。所以还原Fe 2O 3的是CO 而不是焦炭。石灰石的作用是除脉石，形成炉渣，发生的是分解和化合反应：

CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，SiO 2＋CaO=====高温

CaSiO 3。

【答案】 C

3．关于金属铝的说法正确的是( )

A ．冶炼金属铝时铝水温度极高，若外溢极易引发安全事故

B ．等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗酸和碱的物质的量之比为1∶2

C ．工业上是通过电解熔融的铝土矿制备金属铝的

D ．镁铝合金的硬度很大，熔点也很高

【解析】 金属铝与酸、碱反应的本质是与溶液中的H ＋

反应产生H 2。消耗铝的量相等

时，转移的电子数相等，产生的H 2的量也相等，消耗HCl 和NaOH 的物质的量之比为3∶1。铝土矿的主要成分是Al 2O 3，同时也含有Fe 2O 3、SiO 2及泥沙等杂质，除去这些杂质得到纯的Al 2O 3，再电解Al 2O 3即可获得Al 。

【答案】 A

4．在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是( )

A ．两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的作用

B ．炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO 的作用

C ．炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的

D ．炼铁过程中碳参加反应，只起产生CO 的作用

【解析】 在炼铁时，焦炭的主要作用有两个：一是通过焦炭燃烧放出大量热，提供炼铁过程所需的热量；二是产生炼铁所需的还原剂CO 。在炼铁过程中碳被氧化。炼钢时用来

降低碳含量的主要反应为C ＋FeO=====高温

CO↑＋Fe ，这个反应在碳被氧化的同时吸收热量。综合以上分析，可知A 、C 、D 选项是错误的。

【答案】 B

5．下列可被工业上采用的冶金方法是( )

A ．电解熔融的氯化铝制铝

B ．电解熔融的氯化镁制镁

C ．电解氯化钠溶液制钠

D ．高温下用H 2还原氧化镁制镁

【解析】 氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，A 不可选；含Na ＋、Mg 2＋、Al 3＋

的水溶液电解时，电子被H ＋得到，因而电解这样的水溶液是得不到金属单质的，C 不可选；比Al 活泼的金属很难用一般的还原剂(如H 2、CO 、C 等)把它们从化合物中还原出来，况且，MgO 的熔点很高，工业上制取镁是采用电解熔融MgCl 2的方法，D 不可选。

【答案】 B

6．金属K 与Na 金属性相近，用K 与钠盐共熔时，很难将Na 从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na 与KCl 反应制取金属K 。已知四种物质的熔、沸点如下：

A ．97.8 ℃～770 ℃

B ．770 ℃～774 ℃

C ．774 ℃～882.9 ℃

D ．1413 ℃～1500 ℃

【解析】 由题意知Na ＋KCl 熔融

NaCl ＋K↑。本反应不是利用金属的活泼性，主要利用K 的沸点比钠的低，使K 在加热时挥发出来，因此，温度应选择774 ℃～882.9 ℃。

【答案】 C

7．下列金属的工业制法中正确的是( )

A ．制钛：用金属钠置换出四氯化钛(TiCl 4)溶液中的钛

B ．炼铁：用焦炭与空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁

C ．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠

D ．炼铝：宜用高温条件下的热分解法制单质铝

【解析】 本题考查金属冶炼的问题。首先钠与水反应，A 项错误；B 项正确；电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，这是氯碱工业，没有金属钠生成，C 项错误；宜用电解法炼铝，D 项错。

【答案】 B

8．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )

A ．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B ．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

C ．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe 3O 4被CO 还原成Fe ，转移9 mol e －

D ．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

【解析】 由Fe 3O 4＋8e －―→3Fe＋4O 2－，知1 mol Fe 3O 4(磁铁矿)被还原为Fe 时应转移8 mol 电子。

【答案】 C

9．用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为( )

A ．1∶1∶1

B ．1∶3∶14

C ．1∶6∶14

D ．2∶1∶2 【解析】 等质量的氧化铁在反应时得到的电子的物质的量是相等的，所以根据氧化还原反应中电子得失守恒原则，可知氢气、碳、一氧化碳在反应中要失去等物质的量的电子。三者都失去4 mol 电子时，氢气需要2 mol ，质量是4 g ；碳需要1 mol ，质量是12 g ；一氧化碳需要2 mol ，质量是56 g 。

【答案】 B

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( )