高中化 3.2.1 從自然界獲取鐵和銅每課一練 蘇教版必修1

【創(chuàng)新方案】年高中化學3.2.1從自然界獲取鐵和銅每課一練蘇教版必修1一、選擇題(本題包括5小題，每小題4分，共20分)1．(·上海高考)高爐煉鐵過程中既被氧化又被還原的元素是()A．鐵 B．氮C．氧 D．碳解析：高爐煉鐵過程中，碳與氧氣反應生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高溫下與碳反應生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被還原。答案：D2．用一定量的鐵與足量的稀硫酸及足量的CuO制單質(zhì)銅，有人設計了以下兩種方案：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若按實驗原則進行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量為()A．一樣多 B．①多C．②多 D．無法判斷解析：鐵的量一定，轉移的電子數(shù)一定。由于氫氣還原氧化銅的實驗中開始需消耗氫氣排凈裝置中的空氣，實驗結束后銅粉需在氫氣氛圍下冷卻，所以能夠用于還原氧化銅的氫氣量較少，根據(jù)電子守恒原理可知，①制得銅較少。答案：C3．下列能通過置換反應生成鐵的是()①Zn＋FeCl2(溶液)②Na＋FeSO4(溶液)③Fe2O3＋CO(高溫)④Fe3O4＋H2(高溫)⑤Al＋Fe2O3(引燃)A．①③④⑤ B．①②③C．①④⑤ D．①②③④⑤解析：②中鈉先與水反應生成NaOH，再與FeSO4發(fā)生復分解反應，并不能置換出鐵；③該反應雖然生成鐵，但不是置換反應，其余皆符合題意。答案：C4．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對它們的冶煉方法的分析不正確的是() A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④解析：對(Ⅰ)～(Ⅳ)發(fā)生的化學反應分別是：(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑符合①；(Ⅱ)：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，符合③；(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr，符合③；(Ⅳ)：先從光鹵石中提取MgCl2，再電解：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑，符合④。答案：B5．用足量的CO還原32.0g某種氧化物，將生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到60.0g沉淀，則該氧化物是()A．FeO B．Fe2O3C．CuO D．Cu2O解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\f(60.0g,100g·mol－1)＝0.6mol，則氧化物中氧元素也為0.6mol，m(O)＝0.6mol×16g·mol－1＝9.6g。金屬的質(zhì)量為32g－9.6g＝22.4gn(Fe)∶n(O)＝eq\f(22.4g,56g·mol－1)∶0.6mol＝2∶3；假設為Cu元素，n(Cu)∶n(O)＝eq\f(22.4g,64g·mol－1)∶0.6mol＝7∶12。答案：B二、非選擇題(本題包括3小題，共30分)6．(7分)已知Al、Cu、Hg三種金屬分別用如下方法冶煉：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑，H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O,2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑。(1)分析以上信息，可總結出金屬的冶煉方法與其金屬性強弱之間的關系是___________________________________________________________________________________。(2)利用(1)中的結論，并結合題目信息，寫出工業(yè)上用CaCl2冶煉金屬鈣的化學方程式：________________________________________________________________。(3)在某些特殊環(huán)境下，往往用鋁熱反應來冶煉一些難熔金屬，請寫出據(jù)此法用MnO2冶煉金屬錳的化學方程式：____________________________________________。解析：(1)金屬的冶煉方法與金屬在自然界中的存在狀態(tài)、金屬活潑性有關。一般來說，非?；顫姷慕饘僖话悴捎秒娊夥ㄒ睙?如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活潑的金屬一般用熱還原法冶煉(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活潑的金屬一般用熱分解法冶煉(如Hg、Ag等)。(2)Ca是非?；顫姷慕饘?，工業(yè)上用電解熔融CaCl2的方法冶煉。(3)金屬鋁和MnO2發(fā)生置換反應生成單質(zhì)錳和氧化鋁。答案：(1)非?；顫姷慕饘僖话悴捎秒娊夥ㄒ睙?，中等活潑的金屬一般采用熱還原法冶煉，不活潑的金屬一般采用熱分解法冶煉(2)CaCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Ca＋Cl2↑(3)4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Al2O3＋3Mn7．(10分)鐵是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦。金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請?zhí)羁眨?1)寫出磁鐵礦主要成分的化學式：____________。(2)寫出磁鐵礦被還原成單質(zhì)鐵的化學方程式：________________________________________________________________________。(3)寫出焦炭在高爐中所參與反應的兩個化學方程式：________________________________________________________________________。(4)寫出CaCO3所參與有關反應的兩個化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：磁鐵礦主要成分為Fe3O4，鐵元素在礦石中以化合態(tài)形式存在。高爐煉鐵就是用還原劑將鐵礦石中的Fe還原出來的過程。答案：(1)Fe3O4(2)Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2(3)C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(4)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO38．(13分)鋼鐵工業(yè)對促進經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有重要的意義，現(xiàn)代煉鐵的主要方法是高爐煉鐵。其設備如圖所示：煉鐵的爐料(鐵礦石、焦炭、石灰石等)由高爐的頂部投入，原料在下降過程中與高爐氣氣流在爐身部分發(fā)生作用。請回答下列問題：(1)焦炭在煉鐵的過程中所起的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)采用爐料從上部加入，熱空氣從下部通入的工藝，其目的是_____________________________________________________________________________________________。(3)寫出以赤鐵礦為原料的煉鐵高爐中發(fā)生的主要化學反應______________________。(4)高爐氣中含有的主要氣態(tài)污染物是___________________________________，若直接排放將污染空氣，因此應回收利用，請寫出該污染物的一種用途___________________________________________________________________________________。解析：(1)焦炭在煉鐵的過程中既作為能源提供反應所需要的能量，同時生成CO作為還原劑，還原出鐵礦石中的Fe；(2)采用爐料從上部加入，熱空氣從下部通入的工藝，主要是采用逆流操作，不僅利于礦石與還原性氣體充分接觸，還增加了接觸時間，利于反應；(3)煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應就是還原劑的生成及生成鐵的反應；(4)高爐氣的主要成分有：CO、C