课后作业(二十)
[基础巩固]
一、金属冶炼的方法
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少 C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
[解析] 由于人类掌握科学知识的局限性，越活泼的金属越难以冶炼，故发现年代越晚。 [答案] D
2．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( ) A．加热Al2O3 C．电解熔融NaCl
B．加热HgO D．铝粉和Fe2O3共热
[解析] 金属钠是活泼金属，用电解法制取；汞用加热HgO制取；加热Al2O3难以分解；铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。
[答案] A
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炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故不需加热
A．②③ B．①③ C．①②③ D．②③④
[解析] 钠特别活泼，加入氯化镁溶液时钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg和OH反应生成Mg(OH)2沉淀，②错；冶炼铝使用的是Al2O3，③错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，④错。
[答案] D
4．成语、诗词话科学——对下列成语或诗句所描述现象的解释，你认为错误的是( )
2＋
－
选项 A B C 成语或诗句 唐代李白诗句“风吹柳花满店香” “烈火见真金” 明代于谦诗句“粉身碎骨浑不怕” 成语“百炼成钢” 用化学知识解释 这是生活中常见的一种分子扩散运动 金的性质稳定，在烈火中也不会发生反应 它指石灰石碾碎成粉末状的物理变化过程 通过反复锤炼，减少铁合金中碳元素的质量分数 D [解析] 诗句“粉身碎骨浑不怕”，描述的是生石灰遇水由块状变成粉末状的过程，是化学变化过程。
[答案] C
5．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是( )
A．电解法 C．热分解法
B．热还原法 D．铝热法
[解析] 可以根据金属活泼性与金属冶炼方法之间的联系解答本题，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即采用电解法。
[答案] A
6．金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是( )
电解
A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
△
B．WO3＋3H2=====W＋3H2O C．Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
△
D．2Ag2O=====4Ag＋O2↑
[解析] 钠性质活泼，用电解法制取；钨性质较不活泼，用热还原法制取；Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4为湿法炼铜的反应原理，不属于热还原法；银性质不活泼，可用热分解法制取。
[答案] B
二、金属冶炼过程中的氧化还原反应
高温
7．以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2。下列说法不正确的是( )
A．化合价发生变化的元素有3种
B．Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4 mol D．SO2被分离、回收后氧化生成SO3，作为制取硫酸的原料
＋1－2
0
高温
0＋4－2
[解析] 分析反应中化合价的变化：Cu2S＋O2=====2Cu＋SO
2
，反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变；Cu2S中Cu元素化合价降低，S元素
化合价升高，因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂；根据S元素化合价的改变可知，当1 mol O2参加反应时，共转移电子6 mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。
[答案] C
8．下列物质投入溶液中，溶液质量减轻的是( ) A. CaCO3投入到HCl溶液中 B．Na2CO3投入稀硫酸中 C．Fe粉投入CuSO4溶液中 D．Fe粉投入稀HCl溶液中
[解析] A、B项相当于把CaO、Na2O分别投入到酸溶液中，故其溶液质量增加；C项Fe元素进入溶液、Cu以单质形式析出，Fe(56)相对原子质量小于Cu(64)，故C项符合题意；D项Fe元素进入溶液(HCl)，H以单质形式析出，故D项溶液质量增加。
[答案] C
9．电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列哪种气体氛围中冷却 ( )
A．H2 C．O2
B．CO2 D．空气
[解析] Mg在加热条件下可与O2、CO2、N2反应。故选A。 [答案] A
10．诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为
高温
①2MoS2＋7O2=====2MoO3＋4SO2 ②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O ③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl
高温
④H2MoO4=====MoO3＋H2O
⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法中正确的是( ) A．MoS2煅烧产生的尾气可直接排放 B．MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物
C．H2MoO4是一种强酸
D．利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2 [解析] A项明显错误，生成物SO2对环境污染严重；B项，根据②中生成物(NH4)2MoO4
可知，该化合物属于盐，对应的酸是H2MoO4，故MoO3不属于碱性氧化物，B项错误；C项，根据反应③H2MoO4是一种不溶性酸，溶液中c(H)不可能很大，故H2MoO4不可能是强酸；D项，1 mol H2、1 mol CO和1 mol Al作还原剂时，失去的电子数分别为2 mol、2 mol和3 mol，还原等量的MoO3转移电子相同，此时n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2。
[答案] D
[能力提升]
11．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NaCl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 Fe3O4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] Fe3O4中3个Fe共显＋8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e，C项错误。
[答案] C
12．已知酸性条件下有如下反应：2Cu===Cu＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下： 加入试剂 稀硫酸 有红色固 实验现象 体剩余和 溶液变 为蓝色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( ) A．是Cu B．是Cu2O
C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu
[解析] 浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。
[答案] D
13．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，
产生无色气体 浓硫酸、加热 稀硝酸 产生无 色气体、 溶液变 为蓝色 浓硝酸 产生红棕 色气体、 溶液变 为绿色 ＋
2＋
－
－
＋
可利用金属Na来制取K。
物质 熔点/℃ 沸点/℃ K 63.6 774 Na 97.8 883 KCl 770 1500 NaCl 801 1413 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 ℃ C．850 ℃
B．801 ℃ D．770～801 ℃
[解析] 要从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汽化。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。在801～883 ℃合理。
[答案] C
14．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CO2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 C．Fe3O4
B．Fe2O3 D．FeO和Fe2O3
[解析] CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的1 mol O原子对应1 mol CO2分子，1 mol CO2分子对应1 mol CaCO3，所以有下列的关系式，并假设0.4 g该氧化物中含x g O原子。
O ～ CO2 ～ CaCO3 16 100
x g 0.75 g
解得x＝0.12
n(Fe)∶n(O)＝0.4 g－0.12 g0.12 g
－1∶－1＝2∶3。
56 g·mol16 g·mol
故此氧化物的化学式为Fe2O3。 [答案] B
15．在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。
甲、乙两位同学分别设计了如下两个制取铜的实验方案。 甲：①CuO溶于适量稀硫酸中；
②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。 乙：①铁与稀硫酸反应得氢气；
②用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。
(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系(填选项的标号)__________。
(新课标)2019_2020学年高中化学课后作业20金属矿物的开发利用新人教版必修2
