2019高中化学第四章化学与自然资源的开发利用课时作业（十九）（含解析）新人教版必修2

2019高中化学第四章化学与自然资源的开发利用课时作业（十九）（含解析）新人教版必修2

课时作业(十九)[学业水平层次(A)]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【答案】　A2．从金属被利用的历史来看，先是青铜时代，而后是铁器时代，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【解析】　金属的活动性决定了金属冶炼的难易程度。【答案】　D3．(2015·广州高一检测)金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是(　　)A．电解法　　　　　　B．热还原法C．热分解法D．铝热法【解析】　锂的金属性介于钠、镁之间，应该与Na、Mg的冶炼方法相同。【答案】　A4．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用，下列关于金属的说法不正确的是(　　)A．越活泼的金属越难冶炼B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同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．工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融的氯化物制得的【解析】　熔融的AlCl3不导电。【答案】　D5．(2015·承德高一检测)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(　　)nA．焦炭还原法B．湿法炼铜C．铝热还原法D．电解冶炼法【解析】　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。【答案】　A6．(2015·亳州高一检测)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【解析】　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时，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越早，说明该金属越容易被还原，从而也说明金属的活动性越弱，D项正确。【答案】　B7．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是(　　)A．二氧化锰B．三氧化钨C．三氧化二铬D．四氧化三铁【解析】　首先写出反应的化学方程式，根据制得金属各1mol列比例式求解；或者是根据1mol铝失去3mol电子，由电子守恒得，金属氧化物中金属的化合价最低者消耗的铝最少。【答案】　D8．下列金属中：①铁；②镁；③锰；④钒；⑤铬；⑥汞。可用铝热法制备的有(　　)A．①②④⑥　　　　B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥【解析】　Mg活泼性>Al活泼性，Al不能置换出Mg；汞的冶炼是热分解法。【答案】　C9．冶炼金属常用以下几种方法：a．以C、CO或H2作还原剂还原；b．利用铝热反应原理；c．电解法；nd．热分解法。(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属________；②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________；③Hg、Ag等不活泼金属________；④V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得，因金属钾易溶于熔态的KCl中而有危险，难获得钾，且降低电流效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表：熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)Na97.88830.97K63.77740.86NaCl80114132.165KCl77015001.984工业上生产金属钾的化学方程式和条件是：KCl＋NaNaCl＋K工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？________；其选择范围是_____________________________________________。【解析】　选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点，应选择最佳方案，其中(2)要进行反应Na＋KCl===NaCl＋K，最佳选择是使K作为气体逸出，而其他物质仍然保留在体系中，这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知，在801～882.9℃之间时，Na、KCl、NaCl均为液态，而钾为气态。【答案】　(1)①a　②c　③d　④b(2)熔点和沸点　801～882.9℃[能力提升层次(B)]10．某无色气体X可和红热的单质固体Y反应，得到另一种无色气体Z，Y和Z都可以和灼热的三氧化二铁反应生成X，则X、Z分别是(　　)A．CO2、CO　　　　　　B．O2、CO2C．CO、O2D．CO、CO2【解析】　由Y和Z都可以和灼热的Fe2O3反应生成X，可判断X为CO2，Y为C。CO2和红热的炭反应制得CO。n【答案】　A11．(2015·肇庆高一检测)利用黄铜矿冶炼的主要原理为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，下列有关判断合理的是(　　)A．避免污染，排放的尾气用98.3%的浓硫酸吸收B．CuFeS2中铁显＋2价，该反应中只有Cu被还原C．检查炉渣中含＋2价铁的试剂是盐酸、KSCN溶液和氯水D．冶炼铜的废料可以冶炼铁和制硫酸【解析】　浓硫酸不能吸收SO2，A项错误。该反应中铜、氧元素化合价降低，被还原，B项错误。在＋3价铁存在下检验＋2价铁，应用酸性高锰酸钾溶液，C项错误。炉渣中含有氧化铁和氧化亚铁，可以冶炼铁；二氧化硫可以用作制硫酸的原料，D项正确。【答案】　D12．0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。这种铁的氧化物的化学式是(　　)A．FeO　　　　　　B．Fe2O3C．Fe3O4D．FeO和Fe2O3【解析】　CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个氧原子可以生成一个CO2分子，每一个CO2分子可以生成一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4g该氧化物中含xg氧原子O～CO2～CaCO316　　　　100xg　　0.75g解得x＝0.12N(Fe)∶N(O)＝：＝2∶3。【答案】　B13．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注。常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛铁矿石之一是金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、碳粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为_____________，该反应的还原剂是________。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式：___________________________________；(2)简述从上述所得产物中获取金属钛的步骤。________________________________________________________________n_______________________________________________________________。【解析】　第一步：因为钛在常温时不与非金属、强酸反应，在红热时可与常见非金属单质反应，类比一般不活泼金属氧化物，选用碳作还原剂制得金属，金属与Cl2生成氯化物。两反应合并的化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。第二步：(1)Mg为活泼金属，在氩气作为保护气的环境中还原TiCl4：2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。(2)还原出的Ti与Mg混合，分离时用强酸，因钛不与强酸反应，所以可将上述产物溶于过量的盐酸中，然后过滤洗涤，即可得到纯净的钛【答案】　第一步：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO第二步：(1)2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti(2)可将还原后的产物溶于过量的盐酸中，过滤、洗涤，即可得到纯净的钛14．(2015·枣庄高一检测)黄铜矿(CuFeS2)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：冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。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Fe2O3。根据以上信息回答下列问题：①除去Al3＋的离子方程式是_______________________________________。②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______________。【解析】　Al3＋与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液，而Fe3＋与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，过滤，将Al3＋除去。反应的离子方程式为：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。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，将该溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。【答案】　①Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O②稀硫酸、KMnO4溶液　稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色15．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1盐酸中，得溶液C；n③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B。④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)①引发铝热反应的实验操作是________________________________，产物中单质B是________。(2)②中所发生的各反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________、_______________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________、_______________________________________________________________。【解析】　MgO不能与铝发生置换反应，所以①发生的反应是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。②中发生的反应是Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。③中发生的反应是Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。④中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3＋完全被还原为Fe2＋，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。【答案】　(1)加少量KClO3，插上镁带并将其点燃　Fe(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2OMgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋