高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用当堂检测题

第一节　自然资源的开发利用

课时1　金属矿物的开发利用

【基础巩固】　　　　　　　　　　　

1.下列说法中正确的是 (    )

A.金属的冶炼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

答案:C

2.金属锂是密度最小的金属,等质量的不同金属,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　　　　　　　    B.热还原法

C.热分解法               D.铝热法

答案:A

3.电解无水MgCl2所得镁蒸气冷却后即得固体镁。镁可在下列气体氛围中冷却的是()

A.H2                     B.CO2

C.O2                     D.空气

解析:Mg在加热条件下可与O2、CO2、N2反应。

答案:A

4.(2022·广东东莞)铁是人类较早使用的金属之一,据有关报道,目前已能冶炼出纯度高达99.999 9%的铁。纯铁的实际使用范围有限,人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。下列关于不锈钢和普通钢的认识中,正确的是 (    )

A.它们的组成元素是相同的

B.耐腐蚀的性能不同

C.都属于钢,物理性质相同

D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同

解析:普通钢主要成分是Fe、C,不锈钢则是由普通钢与Cr、Ni、Mo等熔合而成,因此两者组成元素是不同的,A项错误;不锈钢抗腐蚀性能比普通钢强,B项正确;不锈钢和普通钢尽管都属于钢,但由于组成成分不同,物理及机械性能都存在较大的差异,C项错误;不锈钢中含有Ni、Cr、Mo等元素,使不锈钢的化学性质有别于普通钢,D项错误。

答案:B

5.(2022·广东广州外国语学校等三校高一联考)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:

已知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合作 (     )

A.炉具                      B.门窗框

C.导线                      D.飞机外壳

解析:铁常作炉具材料,该合金熔点比铁高,故可用作炉具,A项正确;该合金硬度比铁大得多,故可用作门窗框,B项正确;一般不用铁作导线,该合金导电能力比铁稍强,故不适合用作导线,C项错误;该合金耐腐蚀、强度大,故可用作飞机外壳,D项正确。

答案:C

6.(2022·广东普宁)下列化工生产原理错误的是 (     )

①可以通过电解熔融的NaCl来制取金属Na;②可以将Na加入饱和MgCl2溶液中制取Mg;③用电解法冶炼Al时,原料是AlCl3;④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应,故无须加热。

A.②③            B.①③

C.①②            D.②③④

解析:常用电解熔融NaCl的方法冶炼金属Na,①正确;Na非常活泼,将Na加入饱和MgCl2溶液中,Na先与H2O反应生成NaOH和H2,Mg2+再与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,②错误;AlCl3为共价化合物,熔融状态下不导电,冶炼铝使用的是Al2O3,③错误;高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应,如煤炭燃烧,但仍需要加热,④错误。综上所述,②③④错误,故选D项。

答案:D

【拓展提高】

7.(2022·广东茂名)Ti具备优良的抗腐蚀性,被称为未来金属,工业上可以采用镁热还原法(高温)制备,工艺流程如下。

已知:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,下列说法错误的是 (     )

A.镁热还原的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2　

B.整个工艺流程中,氯元素化合价始终不变

C.Ti和Mg高温下化学性质非常活泼,镁还原TiCl4时需在惰性气氛中进行

D.Mg的循环使用可以提高原料利用率,降低成本

解析:在镁热还原过程中,Mg将TiCl4还原为Ti,Mg被氧化为MgCl2,化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,A项正确;电解熔融的MgCl2时,发生反应MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,氯元素化合价由-1价升高为0价,B项错误;高温条件下,由于Ti和Mg很容易被空气中的氧气氧化,所以镁还原TiCl4时,需在惰性气氛中进行,C项正确;Mg还原TiCl4后转化为MgCl2,MgCl2(熔融)电解再生成Mg,可实现镁的循环使用,从而提高原料利用率,降低生产成本,D项正确。

答案:B

8.铁是应用最广泛的金属,自远古时代人类就学会了炼铁,到目前为止,人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组的同学在实验室中模拟工业炼铁的过程,实验装置如下:

(1)写出得到单质铁的化学方程式:　                     。 

(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑,请设计一个实验来验证生成了单质铁:　                                   。 

(3)装置末端气球的作用为　                     。 

实验结束时,应该　　　　　　　　(填“先停止加热”或“先停止通入CO”),目的是　                            。 

答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

(2)取少量粉末放于试管中,加少量盐酸,若产生无色无味气体,则证明生成了单质铁

(3)收集未反应的CO,防止污染空气　先停止加热　防止生成的铁再次被氧化

9.孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2,某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下:

①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸;

②将反应后的混合物过滤;

③向滤液中加入一种金属粉末。

根据上述实验方案,试回答:

(1)第①步反应中的现象为　                       。 

(2)第③步加入的金属粉末是　　　　,理由是　 　            。 

(3)若向滤液中加入过量生石灰后,过滤,将沉淀加热灼烧后再通

入　　　　,可制得较纯净的铜。 

答案:(1)固体溶解,有无色气体生成,溶液变成蓝色

(2)Fe　铁的金属活动性比铜的金属活动性强,可从溶液中置换出铜(或其他合理答案)

(3)氢气(或其他合理答案)

【挑战创新】

10.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如图所示。

(1)步骤①加Fe的目的是　                   ; 

步骤②冷却的目的是　                       。 

(2)上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是　　　　;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入　　　　处理。 

(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)涉及的步骤如下:

TiO2TiCl4Ti

反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是　       。 

答案:(1)将Fe3+还原为Fe2+　 析出绿矾(FeSO4·7H2O)

(2)绿矾(FeSO4·7H2O) 　生石灰(或碳酸钙,或废碱)

(3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应