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1、第八章第一节第1课时金属矿物的开发和利用分层作业基础练习（1）-高中化学必修第二册（人教版2019）一、单选题，共13小题1生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是A纯铁B生铁C碳D无法确定2下列金属材料中，最适合用于制造飞机部件的是A镁铝合金B铜合金C不锈钢D铅锡合金3工业上冶炼金属铜通常采用的方法是A热分解法B热还原法C结晶法D电解法4工业冶炼下列金属，采用的化学反应原理正确的是A镁：B锰：C钙：D汞：5工业上常用电解法冶炼的金属为A镁B铁C铜D银6下列关于金属冶炼的说法正确的是A由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产AlB可以用钠加入氯化镁溶液中制取镁C炼铁高炉中所发
2、生的反应都是放热的，故无需加热D金属冶炼的方法由金属的活泼性决定7下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（）ANaBCuCFeDAg8下列说法正确的是A我国在战国中期时开始使用铁制品B自然界中的铁元素只存在于化合物中C铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属D高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来9下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是选项冶炼原理方法A热分解法B电解法C热还原法D热分解法AABBCCDD10下列有关金属的工业制法中，正确的是A制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液B制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁C制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原
3、得镁D制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝11下列金属的工业制法正确的是A制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B炼铁：炼铁高炉中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，再电解熔融氯化钠得到金属钠D炼硅：用焦炭与二氧化硅在高温下反应生成粗硅和二氧化碳12下列物质的制备与工业生产实际相符的是（）饱和浓盐酸铝土矿ABCD13将生铁炼成钢的主要目的是（）A适当增加生铁中碳的含量B除去铁中的碳、硫和磷C适当增加铁中硫和磷的含量D适当降低含碳量并除去大部分的硫和磷二、非选择题，共6小题14铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界
4、中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式_。(2)写出赤铁矿被一氧化碳还原成铁的化学方程式_。15铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。(1)可以用电镀法在钢制品上电镀铝，为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应消耗2mol NaOH时，所得气体的物质的量为_mol。(2)双羟基铝碳酸钠NaAl(OH)2CO3是一种常用的抗酸药，它与胃酸反应的化学方程式为_。(3)如图是从铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量
5、SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程：“溶解”时，SiO2与NaOH溶液反应生成的硅酸钠与溶液中偏铝酸钠发生反应：，“赤泥”的主要成分为_(写出化学式)。“酸化”时，通入过量CO2与NaAlO2反应，生成滤液的主要成分是_(写化学式)。“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为_。(4)1L某混合溶液，可能含有的离子如下表：可能大量含有的阳离子H+、Mg2+、Al3+、可能大量含有的阴离子Cl-、往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。该溶液中一定不含有的离子是_。V1、V2、V3、V4之
6、间的关系为_。16随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。根据判断出的元素回答问题：(1)h在周期表中的位置是_。(2)比较d、f离子半径大小(用化学式表示，下同)：_。比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：_。(3)一种制备单质f的工艺流程如图：(矿石主要成分为f的氧化物、SiO2和Fe2O3)注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。“碱溶”时生成f元素进入水溶液的离子方程式为_。“过滤”中所用到的玻璃仪器有_。“过滤”中得到的固体中混有杂质，需要对沉淀进行洗涤，请你叙述如何洗涤？_。灼烧的反应方程式为：_。17(1)
7、常作食盐中补碘剂的含氧酸盐的化学名称_。(2)“芒硝”可作为中药药材，主要治疗热积便秘、腹满胀痛、目赤、口疮等病症，其化学式为_。(3)写出炼铁高炉中生成炉渣的化学方程式_。(4)镁与氧化硼()可发生类似“铝热反应”的反应，写出该反应的化学方程式_。(5)可作为水溶液中硫元素发生自身氧化还原反应的催化剂，其催化经历了和两个过程。的离子方程式为_。.=.18铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式： _。（2）写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：_。（3）实验室中可用还原，在加热前应先_，否则可能发生_
8、现象；未反应完的_（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做_处理。19无水AlCl3可用作有机合成的催化剂，食品膨松剂等。已知AlCl3、FeCl3分别在183、315时升华，无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾。I.工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是碳单质)制备无水AlCl3的流程如下：（1）焙烧炉中发生反应：Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s) +3CO(g)；3CO(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g)则反应的平衡常数的表达式为K=_。（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和C在高温下发生反应的化学方程式为_；炉气中含有大量CO和少量Cl
9、2，可用Na2SO3溶液除去Cl2，其离子方程式为_。（3）精制无水AlCl3的合格品中，AlCl3的质量分数不得低于96%。现称取16.25g精制后的无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，其残留固体质量为0.16g。该样品中AlCl3的质量分数为_。II.实验室可用下列装置制备无水AlCl3。装置B、C中应盛放的试剂名称分别为_、_，F中所盛放试剂的作用是_。试卷第6页，共6页参考答案：1B【解析】多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳，故答案选B。2A【解析】A镁铝合金密度校，符合制造飞机部件密度校、硬度
10、大、耐腐蚀的特点，A正确；B铜合金中通属于重金属，且容易生成铜绿，不符合飞机部件的要求，B错误；C不锈钢属于铁合金，容易形成电化学腐蚀，不符合飞机部件的要求，C错误；D铅锡合金中铅属于重金属，不符合题意制造飞机部件的要求，D正确；故选A。3B【解析】工业上冶炼金属一般是活泼的金属用电解法冶炼，很不活泼的金属用热分解法，较活泼的金属用热还原法，火法炼铜即用热还原法制铜；结晶法用于从溶液中提取晶体；选B。4B【解析】A金属镁的冶炼是通过电解熔融氯化镁，故A错误；B锰属于熔点较高的金属，可通过铝热反应制取，故B正确；C钙是很活泼的金属，应通过电解法制取，故C错误；D汞的冶炼是通过分解氧化汞得到，故D
11、错误；故选：B。5A【解析】镁是活泼金属，用热还原法不能获取，只能用电解熔融的氯化镁来制取，铁、铜可用热还原法制取，银可用热分解法制取；故选：A。6D【解析】A、由于Al的活泼性强，工业上采用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝，AlCl3在熔融状态下不导电，所以不用电解AlCl3的方法生产铝，A错误；B、钠是很活泼的金属，将Na加入氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH，NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以得不到Mg单质，可以采用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg，B错误；C、炼铁高炉中发生的反应不都是放热反应，C错误；D、活泼金属如钠、镁一般采用电解法冶炼，不活泼的金属如汞一般采用热
12、分解法冶炼，铁、铜等金属采用热还原法冶炼，因此金属冶炼的方法由金属的活泼性决定，D正确;答案选。7A【解析】A. 钠为活泼金属，工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼，故A正确；B. 铜为不活泼金属，工业上采用火法炼铜或湿法炼铜后再电解精炼，故B错误；C. 铁为较活泼金属，工业上采用热还原法冶炼，故C错误； D. 银为不活泼金属，工业上采用热分解法冶炼，故D错误；答案选A。8D【解析】A. 我国目前发现最早的人工冶铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑，A项错误；B. 自然界中的陨铁中的以单质形态存在，B项错误；C. 只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来，C项错误；D. 高炉炼铁是用等还原剂把
13、从铁矿石中还原出来，D项正确；故选D。9D【解析】AHg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将其从化合物中还原出来，即2HgO2Hg+O2，故A正确；BAl为活泼金属，通常用电解熔融的方法冶炼，但氧化铝的熔点较高，加入冰晶石的目的是与氧化铝形成低熔点共熔物，即2Al2O3(熔融)4Al+3O2，故B正确；C铁是在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来，为热还原法，即Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故C正确；D铜在高温下会被氧化，不可以直接用加热分解的方法将铜从其化合物中还原出来，工业上采用湿法炼铜和火法炼铜，故D错误；
14、答案为D。10B【解析】A电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气，电解熔融的氯化钠可生成金属钠和氯气，故A错误；BCO还原氧化铁可以生成铁和二氧化碳，故B正确； C用海水为原料，经一系列过程制得氢氧化镁固体，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融的氯化镁生成镁和氯气，故C错误；D从铝土矿中获得氧化铝，电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，故D错误；答案选B。【点睛】钠、镁、铝具有强还原性。钠、镁、铝等活泼金属的冶炼用电解法；氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，所以冶炼金属铝不能电解熔融氯化铝，而电解熔融氧化铝。11C【解析】A工业上用金属钠置换出熔融氯化钛(TiCl4)中的钛。在氯化钛水溶液中钠会和水
15、反应生成氢氧化钠和氢气，而不会置换出钛，A项错误；B炼铁高炉中利用还原剂CO在高温条件下将铁矿石中的铁还原出来，B项错误；C用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠，C项正确；D高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，同时生成了一氧化碳，而不是二氧化碳，D项错误；答案选C。12B【解析】工业用氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，故错误；联合制碱法的工业流程为：先向饱和食盐水中通入，再通入气体，析出晶体，然后碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠，故正确；工业上制备漂白粉的工业流程是：通过电解饱和食盐水生成氯气，然后将氯气通入石灰乳制取漂白粉，故错误；工业上是
16、通过煅烧硫铁矿生成二氧化硫，然后将二氧化硫氧化生成三氧化硫，最后用水(浓硫酸)吸收生成硫酸，故正确；工业上制Mg的工业流程为：MgCl2溶液蒸发结晶得到MgCl26H2O ，再在氯化氢气氛中得到无水MgCl2 ，最后电解熔融的氯化镁得到Mg，故错误；工业制铝流程为：铝土矿用氢氧化钠溶解得到NaAlO2溶液，在偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳得到Al(OH)3 ，将氢氧化铝加热分解生成氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝，故正确；正确的有，故选B。【点睛】本题的易错点为，要注意无水氯化镁的制备过程中氯化氢的应用。13D【解析】生铁和钢都是铁的合金，二者的主要区别是含碳量不同，生铁中含碳量为2%-4.3%
17、，钢中含碳量为0.03%-2%，炼钢是用氧气将生铁中多余的碳氧化从而降低含碳量，同时也可以出去大部分的硫和磷，答案选D。【点睛】本题考查生铁与钢的相关知识，学生应注意生铁与钢的冶炼原理不同，炼铁用的是还原剂，炼钢用的是氧化剂。14 Fe3O4 Fe3O4+4CO4CO2+3Fe【解析】(1) 磁铁矿主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4；(2)Fe3O4被一氧化碳还原生成铁和二氧化碳，方程式为Fe3O4+4CO4CO2+3Fe。15 3 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 NaHCO3 Mg2+、 【解析】(1)根据关系式：，；(2)与盐酸反应生成氯化钠、氯化铝、氧化碳和水，反应的化学方程式
18、为；(3)铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)，铝土矿中加入NaOH，SiO2、Al2O3反应生成Na2Al2Si2O8沉淀和NaAlO2，Fe2O3不溶，所以 “赤泥”为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；向NaAlO2溶液中通入过量的CO2得Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故滤液主要为NaHCO3；Al(OH)3灼烧得Al2O3，结合流程确定反应物和生成物：Al2O3 + N2 + C AlN + CO，配平后方程式为：；(4)加入NaOH至V1时，无沉淀生成，则表明溶液中含有H+，由于与H+不能大量共存，所以溶液中一定不含有。V3V4段，加入NaOH能使
19、沉淀完全溶解，则说明沉淀为，不含有，从而表明原溶液中含有Al3+，不含有Mg2+；则V1V2段，Al3+与反应生成沉淀；V2V3段，沉淀物质的量不变，则表明此段发生反应，因为溶液呈电中性，则一定含有；由以上分析，可得出该溶液中定不含有的离子为Mg2+、；V1V2段，；V3V4段，以为桥梁，可得出。16 第三周期A族 r(O2-) r(Al3+) HClO4 H2SO4 Al2O3+2OH-=2AlO+H2O 烧杯、玻璃棒、漏斗 沿玻璃棒将蒸馏水注入漏斗中，浸没沉淀，滤尽后重复2-3次即可 2Al(OH)3Al2O3+3H2O【解析】从图中的化合价和原子半径的大小，可知x是H元素，y是C元素，z
20、是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。f为Al元素，图示为制备Al单质的流程，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠；碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3，过滤II得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液，以此解答该题。(1)h是Cl元素，在元素周期表的位置是第三周期A族；(2)d是O元素，f是Al元素，电子层结构相同的离子，核电荷数越大半径越小，故离子半径：r(O2-)r(Al3+)，非金属性ClS
21、，元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故酸性：HClO4H2SO4；(3)氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2 AlO+H2O。“过滤”中所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；沿玻璃棒将蒸馏水注入漏斗中，浸没沉淀，滤尽后重复2-3次即可；灼烧反应为灼烧氢氧化铝生成氧化铝的反应，化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O。17 碘酸钾 【解析】(1)KIO3常作实验中补碘剂的含氧酸盐，其化学名称为碘酸钾；(2)十水合硫酸钠俗称芒硝，其化学式为；(3)高炉炼铁中炉渣的主要成分为硅酸钙，生成硅酸钙的化学方程式为；(4)镁与氧化
22、硼()可发生类似“铝热反应”的反应，则该反应的化学方程式；(5)为SO2氧化I-生成I2，自身被还原为S单质的过程，根据氧化还原反应得失电子守恒书写其离子方程式为。18 ， 验纯 爆炸 不能 点燃【解析】工业上用热还原法冶炼金属铁，焦炭以及反应产生的一氧化碳作还原剂。（1）在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应，再发生反应。（2）赤铁矿的主要成分为三氧化二铁，故赤铁矿被还原成铁的化学方程式为：。（3）一氧化碳属于可燃性气体，加热之前应先检验的纯度，否则可能发生爆炸；由于有毒故未反应完的应点燃，以防污染环境。19 K= Al2O33Cl23C2AlCl33CO SO32-+Cl2+2OH
23、-=SO42-+2Cl-+H2O 98% 饱和食盐水 浓硫酸 防止水蒸气进入E装置【解析】I(1)根据反应的方程式3CO(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g)，由于Fe2O3、Fe的状态都是固体，平衡常数的表达式为Kc3(CO2)/c3(CO)，故答案为：K=；(2)观察流程中氯化炉装置的物质进入和出去(看箭头指示)，可以推出反应物是Fe、Al2O3、Cl2和C，生成物是AlCl3、FeCl3和CO，由此可得Al2O3、Cl2和C在高温下发生反应的产物是AlCl3和CO，反应的化学方程式为Al2O33Cl23C2AlCl33CO；Na2SO3溶液除去Cl2的原理是SO32-的还原
24、性强将Cl2还原成Cl-，自身被氧化成SO42-，因SO32-水解溶液呈碱性，离子方程式为SO32-+Cl2+2OH-=SO42-+2Cl-+H2O；(3)AlCl3样品溶于过量的NaOH溶液后，Al元素全部转化为AlO2-进入溶液，因此过滤后的残留固体质量0.16g是样品中的杂质，AlCl3的质量分数=(16.25g-0.16g)16.25g=98%，故答案为：98%；II制备无水AlCl3，结合无水AlCl3遇潮湿空气会产生大量白雾的信息，应先制得纯净而干燥的氯气与Al反应，还要防止外界空气中的水蒸气进入装置而使AlCl3水解，由此可得装置B的作用是除去Cl2中混有的HCl，盛放饱和食盐水，装置C的作用是除去Cl2中混有的H2O，盛放浓硫酸，F中所盛放试剂的作用是防止水蒸气进入E装置而使AlCl3水解；故答案为：饱和食盐水；浓硫酸；防止水蒸气进入E装置。答案第13页，共7页