第二节　资源综合利用　环境保护教学活动设计方案

课

后

作

业

限时：45分钟 总分：100分1．下列说法错误的是(

) A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再用

一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项) B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步

C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液

D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等

2．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

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高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热

A．②③

C．①②③

B．①③

D．②③④

4．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(

)

A B C 冶炼原理

加热2HgO=====2Hg＋O2↑

电解2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

冰晶石高温Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2

方法

热分解法

电解法

热分解法

D 高温Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3

热还原法

5.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，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

C．③⑤

B．②⑤

D．②④

6．下列金属的冶炼过程中，需加入还原剂的是(

) A．HgO―→Hg

C．Ag2O―→Ag

B．Al2O3―→Al D．CuSO4―→Cu NaCl7．在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：Na＋KCl＋K，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。

物质

K Na KCl NaCl 770 801 熔点(℃) 63.6 97.8 沸点(℃) 774 883 1 500 1 413

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℃

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

9．我国古代“药金”的冶炼方法是：将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(

) A．“药金”实质上是铜锌合金

B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌

C．用王水可区别黄金和“药金”

D．用火焰灼烧不能区别黄金和药金

10．铅的冶炼大致过程如下：

①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；

高温②焙烧：2PbS＋3O2=====2PbO＋2SO2；

高温高温③制粗铅：PbO＋C=====Pb＋CO↑；PbO＋CO=====Pb＋CO2。下列说法正确的是(

) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化

B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子

D．将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳

答案

1．C

活泼金属的冶炼是电解其熔融盐如MgCl2、NaCl等，或熔融氧化物如Al2O3等制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。

2．B

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的时候，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早，说明该金属容易被还原，从而也说明这些金属的活动性一般是较弱的，D项正确。

3．D

钠特别活泼，投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2，接着生成Mg(OH)2沉淀，②错误；冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温条件，④错误。

4．C

活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。

5．D 6．D

在冶炼金属的方法中，只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属如Fe、Cu，而后面的金属如Hg、Ag适合用热分解法，前面的金属如Al适合用电解法。

7．C

K、Na的活泼性相近，要从上述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气化。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。应在801℃～883℃间合理。

8．B

CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O原子对应一个CO2分子，每一个CO2分子对应一个CaCO3，所以有下列的关系式，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 0.4 g－0.12 g0.12 gN(Fe)∶N(O)＝∶＝2∶3。

56 g·mol－116 g·mol－1故此氧化物的化学式为Fe2O3。

高温9．A

冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO3=====ZnO＋高温高温CO2↑，2ZnO＋C=====2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C=====4Cu＋CO2↑，可知A项正确，B项错误。王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误。用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。

10．D

浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理高温变化，故A错误；方铅矿焙烧反应2PbS＋3O2=====2PbO＋2SO2中，PbS中硫元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故B错误；整个冶炼过程中，1 mol PbS转化为PbO转移电子是6 mol，1 mol PbO转化为Pb转移电子是2 mol，所以制取1 mol Pb共转移8 mol电子，故C错误；将1 mol PbS冶炼成Pb

的过程中，根据方程式得出：2PbS～2PbO～C～2Pb,1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5 mol的碳，即需要6 g碳，故D正确。

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11.在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是(

) A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn、Fe C．Zn、Fe、Cu、Ag

D．Mg、Al、Zn、Fe 12.将氢气通过10 g CuO粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4 g，那么下列计算正确的是(

) A．有1.6 g H2O生成

B．有8.4 g Cu生成

C．有80%的CuO被还原

D．实验过程中所消耗的氢气为0.2 g 二、非选择题(共52分) 13．(12分)某同学做“铝热反应”的实验。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：

物质

熔点/℃

沸点/℃

Al 660 2 467 Al2O3

2 054 2 980 Fe 1 535 2 750 Fe2O3

1 462 —

(1)铝热反应方程式为___________________________________。

(2)下列能与Al发生铝热反应的有________(填序号)。

A．MnO2

B．Na2O

C．MgO

D．FeO (3)某同学推测，铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金。设计实验方案，证明所得的块状熔融物中含有金属铝。

所用试剂

实验操作及现象

有关反应的化学方程式

(4)实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好的是________(填序号)，理由是：__________________________。

A．浓硫酸

C．硫酸铜溶液

B．稀硫酸

D．NaOH溶液

14．(16分)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。

高温(1)冶炼铜的反应为：8CuFeS2＋21O2=====8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。

(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________(填代号)。

a．高空排放

b．用于制备硫酸

c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3

d．用浓硫酸吸收

(3)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：

a．除去Al3＋的离子方程式是_______________________。

b．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______________________。

15．(9分)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)向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热后通入________气体，可得到较纯净的铜和水。

16．(15分)为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：

(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体(标准状况，下同)的体积为b

L。反应的化学方程式是_________________________________________________________；

样品中铝的质量是________ g。

(2)若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是__________________________________________________；

氧化铁与铝的质量比是________。

(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比c∶b＝________。

答案

11.A

金属的活泼性不同，冶炼方法也不同，活泼金属K～Al用电解法；较活泼金属Zn～Cu用还原剂(如H2、焦炭、CO等)还原法；不活泼金属如Hg和Ag用加热法。

12．C CuO＋H2===H2O＋

Cu

固体质量减少

80

2

18

64

16

x

y

m(H2O)

m(Cu)10－8.4＝1.6 m(H2O)＝1.8 g

m(Cu)＝6.4 g 8 gx被还原的CuO为×100%＝×100%＝80% 10 g10 g反应消耗H2为0.2 g，但实际提供的氢气大于0.2 g。

高温13．(1)2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3

(2)AD (3)氢氧化钠溶液

取适量样品置于试管中，加入NaOH溶液；有气泡产生

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(其他合理答案均可) (4)B

稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染

解析：(2)根据铝的活动性比Na、Mg弱，比Mn、Fe强知，MnO2、FeO均可与Al发生铝热反应。(3)要证明所得的铁中含有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可。(4)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时置换出单质铜；NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝。

14．(1)Cu、O

(2)b、c (3)a.Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O b．稀硫酸、KMnO4溶液

稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4

溶液褪色

解析：(1)分析方程式中各元素化合价可知Cu→Cu，O→O，氧元素、铜元素在反应中被还原。(2)二氧化硫污染环境，不能排入空气中，浓硫酸不能吸收二氧化硫，也不能消耗二氧化硫，可以“变废为宝”制硫酸，也可以用纯碱吸收制亚硫酸钠。(3)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－2＋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，将该溶液加入到高锰酸钾溶液中，亚铁离子具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。

15．(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色

(2)Fe

铁比铜活泼，可从溶液中置换出铜

(3)氢气

解析：孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。

9b16．(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

11.2高温(2)2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe

80∶27 (3)2∶3 解析：(1)铝热剂中只有铝能与NaOH溶液反应，Fe2O3不能反应，设样品中铝的质量为x，则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

＋200－2

2×27

3×22.4

x

b L 2×27×b9b9bx＝

g＝

g，样品中铝的质量为

g。

11.211.23×22.4高温(2)铝热剂点燃恰好完全反应，化学方程式为2Al＋Fe2O3=====mFe2O3Al2O3＋2Fe，由该方程式可推知：氧化铁与铝的质量比是＝mAl16080＝。

2×2727NaOH(3)依据铝热反应方程式可知：2 mol Al――→3 mol H2，

HCl2 mol Fe――→2 mol H2

故c∶b＝2∶3。