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4.1.1 金属矿物的开发利用
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括13小题，每小题5分，共65分) 1．下列说法中，正确的是( )
A．简单地说，金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来 B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化 C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
解析：选C。金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原。
2．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。下图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后，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．金属的活动性大小
解析：选D。金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现得越晚，说明金属越活泼，越难冶炼。
3．下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是( ) A．CO、O2、H2 C．CO2、H2O、O2
B．CO、CO2、C D．Al、C、H2
解析：选D。Fe是化学性质较活泼的金属，用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下都能把铁从其氧化物中还原出来。
4．热还原法冶炼金属的反应一定是( ) A．氧化还原反应 C．复分解反应
B．置换反应 D．分解反应
金戈铁骑
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解析：选A。热还原法是用还原剂将金属氧化物还原为金属单质，一定会涉及化合价的变化，所以一定是氧化还原反应。肯定不是复分解反应和分解反应，也不一定是置换反应。
5．在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：Na＋KCl利用Na来制取K。
物质 熔点/℃ 沸点/℃ K 63.6 774 Na 97.8 883 KCl 770 1 500 NaCl 801 1 413 NaCl＋K，通过调整温度，可
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 ℃
NaCl＋K向右进行，制
解析：选C。本题要求通过控制温度，使可逆反应Na＋KCl取K。由题表中的信息可知，在850 ℃时，Na(l)＋KCl(l)在850 ℃时，Na(l)＋KCl(l)
NaCl(l)＋K(g)。由此可见，
NaCl(l)＋K(g)的反应体系中K不断蒸发，可逆反应不断
向右进行，达到了利用Na制取K的目的。
6．下列制备金属单质的方法或原理正确的是( ) A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
解析：选B。Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备；电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。
7．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( ) 电解
A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ 2 125 ℃
B．Al2O3＋3C=====2Al＋3CO↑ 高温
C．Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2 △
D．2Ag2O=====4Ag＋O2↑
解析：选B。目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。
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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：选B。CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的1 mol O对应1 mol CO2，每1 mol CO2
对应1 mol CaCO3，所以有下列的关系式：O～CO2～CaCO3。假设0.4 g该氧化物中含氧元素的质量为x。
O ～ CO2 ～ CaCO3 16 100
x 0.75 g
解得x＝0.12 g
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。
9．某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，它可用于某些金属的冶炼。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是( )
解析：选B。镁条燃烧放出的热量使金属氧化物粉末和Al粉的温度升高到一定值时，铝热反应开始，铝热反应放出大量的热，又使金属氧化物粉末和Al粉的温度迅速升高，铝热反应速率大幅度增大。
10．冶炼金属一般有以下四种方法：①焦炭还原法；②水煤气法(或氢气、一氧化碳还原法)；③活泼金属置换法；④电解法。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜，(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬，(Ⅳ)从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁。下列对应关系不正确的是( )
A．(Ⅰ)①
B．(Ⅱ)②
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C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④
解析：选B。(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是用树木煅烧孔雀石，孔雀石分解后产生CuO，树木△高温
变成焦炭后还原CuO得到Cu：Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋H2O＋CO2↑，2CuO＋C=====2Cu＋CO2↑，符合①。(Ⅱ)湿法炼铜是我国西汉时期用铁从铜的化合物溶液中置换出铜：Fe＋Cu===Fe
＋
2＋
2
高温
＋Cu，符合③。(Ⅲ)铝热法炼铬：2Al＋Cr2O3=====2Cr＋Al2O3，符合③。(Ⅳ)从光卤石中炼
电解
镁是先从光卤石中得到MgCl2，再电解熔融的MgCl2得到Mg：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑，符合④。
11．二战期间丹麦科学家玻尔被迫离开德军占领的祖国。为了表明一定要返回祖国的决心，他把心爱的金质诺贝尔奖章放在盛有王水(浓盐酸与浓硝酸的混合物)的玻璃容器中：Au＋HNO3(浓)＋3HCl(浓)===AuCl3＋NO↑＋2H2O，战后玻尔返回祖国，从溶液中提取出金，又重新铸造成奖章，下列方法中，不能从溶有黄金的王水中提取出金的方法是( )
A．萃取 C．用Fe置换
B．蒸发灼烧 D．电解
解析：选A。Au是不活泼金属，用铁置换或电解的方法可以得到金；蒸发水分后可得到灼烧
AuCl3固体，灼烧发生反应：2AuCl3=====2Au＋3Cl2↑。
12．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：选C。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。
13．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是( ) A．MnO2 C．Cr2O3
B．WO3 D．Co3O4
解析：选D。用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需得到的电子越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，消耗铝越少。以上金属氧化物中金属
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的化合价分别为Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋)，则Co化合价最低，消耗铝最少。
3
二、非选择题(本题包括4小题，共35分) 14．(8分)冶炼金属常用以下几种方法：
①以C、CO或H2作还原剂的热还原法 ②利用铝热反应原理还原的铝热法 ③电解法 ④热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)： (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
解析：非常活泼的金属，如Na、Mg、Al用电解法冶炼；不活泼的金属，如Hg、Ag用热分解法冶炼，较活泼的金属，如Fe、Zn、Cu用热还原法冶炼；难熔金属如V、Cr、Mn、W等用铝热反应冶炼。
答案：(1)① (2)③ (3)④ (4)②
15．(8分)下图是一氧化碳还原铁的氧化物的实验装置，请回答下列问题：
(1)判断硬质玻璃管中已开始发生反应的现象是_____________________________________；
反应过程中产生的现象是_________________________________。
(2)在A处点燃可见淡蓝色火焰的原因是______________________________。 (3)实验结束时正确的操作是________(填序号)。 ①先停止通入CO
②先熄灭酒精灯，并继续通入CO ③熄灭酒精灯，同时停止通入CO
④先熄灭酒精灯，继续通入CO，并点燃排出的CO气体
高温
解析：(1)硬质玻璃管中发生反应：3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2，故硬质玻璃管中红棕色
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人教版必修2 第4章第1节 开发利用金属矿物和海水资源(第1课时) 作业 (1)
