2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用 第一節(jié) 第1課時(shí) 金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用學(xué)案 新人教版必修2.docx

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第1課時(shí)　金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用 1．以金屬礦物開(kāi)發(fā)利用為例，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用，體會(huì)保護(hù)金屬資源的重要性。 2．掌握金屬冶煉的一般原理，了解適用于不同金屬的冶煉方法。 一、金屬的冶煉 1．金屬在自然界的存在形式 2．金屬的冶煉原理 金屬冶煉就是將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，其實(shí)質(zhì)是金屬化合物中的金屬離子得到電子轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賳钨|(zhì)。 3．金屬的冶煉方法(用化學(xué)方程式表示) 二、金屬資源的合理開(kāi)發(fā)利用 1．合理開(kāi)發(fā)利用金屬資源 金屬的冶煉需要消耗大量的資源和能源，還會(huì)造成環(huán)境污染，地球上的金屬資源是有限的，是不可再生的，因此金屬資源應(yīng)合理地開(kāi)發(fā)利用。 2．有效利用金屬資源的途徑 (1)提高金屬礦物的利用率。 (2)減少金屬的使用量。 (3)加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。 (4)使用其他材料代替金屬材料。 1．下列有關(guān)金屬的說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．青銅、不銹鋼都是合金 B．銅在空氣中會(huì)生成銅銹 C．多數(shù)合金的熔點(diǎn)高于組成它的成分金屬的熔點(diǎn) D．鋁是活潑金屬，但在空氣中耐腐蝕 解析：A項(xiàng)青銅中含有Sn，不銹鋼中含有Cr、Ni，故二者為合金，正確；B項(xiàng)Cu在空氣中會(huì)生成綠色的Cu2(OH)2CO3，正確；C項(xiàng)多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于各組成的成分金屬的熔點(diǎn)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)Al在空氣中，表面會(huì)生成致密的Al2O3層，阻止內(nèi)部的Al與O2接觸，從而在空氣中耐腐蝕，正確。 答案：C 2．(2018雅安市期末)下列金屬用熱還原法冶煉的是(　　) A．鈉 B．銀 C．鐵 D．汞 解析：鈉通常用電解熔融的NaCl來(lái)制取，A錯(cuò)誤；銀、汞用熱分解法制取，B、D錯(cuò)誤；鐵用熱還原法冶煉，C正確。 答案：C 3．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) (1)根據(jù)金屬在自然界中含量不同選擇不同的冶煉方法。(　　) (2)電解法冶煉鋁時(shí)，用AlCl3作原料。(　　) (3)利用鋁熱反應(yīng)可冶煉金屬鐵。(　　) (4)化合態(tài)的金屬元素被還原時(shí)，一定得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)。(　　) (5)金屬銀可用加熱分解法冶煉。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√ 　金屬冶煉方法與金屬活動(dòng)性順序的關(guān)系 活動(dòng)性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 單質(zhì)還原性(原子失e－) 強(qiáng)―→弱 陽(yáng)離子氧化性(離子得e－) 弱―→強(qiáng) 金屬冶煉方法 電解熔融鹽或氧化物 熱還原法 熱分解法 富集法 還原劑或特殊措施 直流電提供電子 H2、CO、C、Al等，加熱 加熱 物理方法 1．金屬冶煉方法的選擇依據(jù)是：金屬在自然界中的存在形式和金屬的活動(dòng)性。 2．金屬越活潑，越難被還原，制備成本越高；在金屬活動(dòng)順序表中金屬的位置越靠后，越容易被還原，制備成本越低。所以人類對(duì)金屬使用的順序是：銅、鐵、鋁、鈦等。 3．電解法冶煉活潑金屬時(shí)，不能電解其鹽(堿)溶液，只能電解其熔融鹽或氧化物(離子化合物)。例如，采用電解法冶煉鋁的材料是Al2O3，冶煉鎂的材料是MgCl2。 4．熱還原法冶煉金屬時(shí)選用C、CO、H2、Al等作還原劑的優(yōu)缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) C 資源豐富、價(jià)格低廉、成本低 煉得的金屬中往往含有少量的碳，同時(shí)產(chǎn)生的碳的氧化物會(huì)污染環(huán)境 CO 用CO作還原劑冶煉金屬時(shí)，CO通過(guò)下列反應(yīng)生成；C＋O2CO2，CO2＋C2CO，所以用CO作還原劑煉得的金屬中混有雜質(zhì)碳，純度不高 H2 煉得的金屬純度高 工業(yè)成本高 Al 可以冶煉熔點(diǎn)高，難以冶煉的金屬 工業(yè)成本高 　下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．一種金屬只能用一種方法冶煉 B．冶煉金屬時(shí)，必須加入一種物質(zhì)作為還原劑 C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，可能被還原，也可能被氧化 D．金屬的冶煉原理，主要是根據(jù)金屬活動(dòng)性的不同，選取不同的冶煉方法 【解析】　很多金屬有多種冶煉方法，如銅有熱還原法，濕法冶煉等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；冶煉金屬不一定要加入還原劑，如熱分解法冶煉Ag、Hg等，電解法冶煉鈉、鎂等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，都是由高價(jià)降低到0價(jià)，故一定被還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬活動(dòng)性不同，化合態(tài)金屬元素得電子能力差異很大，選取的冶煉方法也不同，D項(xiàng)正確。 【答案】　D 　(2018佛山市第一中學(xué)期中)下列反應(yīng)原理中，不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是(　　) A．2HgO2Hg＋O2↑ B．4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn C．2MgO2Mg＋O2↑ D．4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2 解析：Hg活動(dòng)性較弱，用熱分解的方法冶煉，A正確；Mn是比較活潑的金屬，用熱還原的方法冶煉，B正確；Mg是活潑的金屬，用電解的方法冶煉，C錯(cuò)誤；Fe是比較活潑的金屬，用熱還原的方法冶煉，D正確。 答案：C 　鋁熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)紵陼r(shí)，紙漏斗內(nèi)的混合物立即劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒，產(chǎn)生大量白煙。紙漏斗被燒破，有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w 原因分析 鎂條燃燒，放出大量的熱；KClO3作為引燃劑在受熱狀態(tài)下發(fā)生分解，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反應(yīng)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，生成的鐵在高溫下呈熔化狀態(tài) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在高溫條件下，鋁與氧化鐵發(fā)生置換反應(yīng)，并放出大量的熱 注意事項(xiàng) ①鎂條要打磨凈表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃；氧化鐵粉末要干燥；②氯酸鉀的作用是提供氧氣，使鎂條充分燃燒，故氯酸鉀應(yīng)放在混合物上面；③Fe2O3與Al的質(zhì)量比應(yīng)控制在3∶1，且兩者要混合均勻，以保證二者均完全反應(yīng)；④要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕，以防止高溫物質(zhì)從四周濺出；⑤蒸發(fā)皿中要放適量細(xì)沙，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融物濺出傷人；⑥實(shí)驗(yàn)裝置要與人有一定距離，防止人被燒傷 1．鋁熱反應(yīng)的原理為：Al作還原劑，另一種氧化物作氧化劑，用鋁將氧化物中的金屬置換出來(lái)。注意另一種金屬在金屬活動(dòng)順序表中必須排在鋁之后。 2．鋁熱反應(yīng)的作用：①冶煉難熔的相對(duì)不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等。②焊接鋼軌。 　某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)研究，對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點(diǎn)/℃ 660 2 054 1 535 1 565 沸點(diǎn)/℃ 2 467 2 980 2 750 … 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)氧化鐵與鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________，該反應(yīng)中氧化劑為_(kāi)_____________________。 (2)某同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物可能是鐵鋁合金。理由是____________________________________________________。 (3)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)用的試劑是____________，反應(yīng)的離子方程式是______________________________________。 【解析】　(1)氧化鐵與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，該反應(yīng)方程式為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，反應(yīng)中Fe2O3中的鐵元素化合價(jià)由＋3價(jià)降低到0價(jià)，Al元素化合價(jià)由0價(jià)升高到＋3價(jià)，該反應(yīng)中Al作還原劑，F(xiàn)e2O3作氧化劑。 (2)根據(jù)表中所列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，鋁的熔點(diǎn)低于鐵的熔點(diǎn)，故當(dāng)鐵熔化時(shí)，一些鋁與鐵熔合在一起形成鋁鐵合金。 (3)要證明鐵鋁合金中有鋁，根據(jù)Al、Fe的性質(zhì)來(lái)分析，可選擇NaOH溶液來(lái)驗(yàn)證Al的存在。 【答案】　(1)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3　Fe2O3 (2)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，故熔融物可能是液態(tài)的鐵鋁熔合形成的合金 (3)NaOH溶液　2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑ 　現(xiàn)有下列金屬：①鐵；②鎂；③錳；④釩；⑤鉻，其中可用鋁熱法制備的有(　　) A．①②④　　 B．①②③⑤ C．①③④⑤ D．①②③④⑤ 解析：可用鋁熱法制備的金屬，在金屬活動(dòng)順序表中應(yīng)排在鋁之后，故鎂不可用鋁熱法制備。利用排除法可得答案C。 答案：C 1.下列金屬在自然界中以游離態(tài)存在的是(　　) A．Na　　 B．Mg C．Al D．Au 解析：活潑金屬在自然界以化合態(tài)存在，極少數(shù)金屬如Au、Pt以游離態(tài)形式存在。 答案：D 2．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．不銹鋼、硬鋁都是合金 B．金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體 C．工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂 D．鎂、鋁都是活潑金屬，一定條件下均可與某些氧化物發(fā)生反應(yīng) 解析：A項(xiàng)不銹鋼中含有Fe、C、Ni、Cr，硬鋁中含有Al、Mg，故兩者均為合金，正確；B項(xiàng)常溫下Hg為液體，錯(cuò)誤；Mg為活潑金屬，工業(yè)上用電解熔融MgCl2來(lái)制取鎂，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)鋁在高溫下可與Fe2O3等發(fā)生鋁熱反應(yīng)，鎂在點(diǎn)燃條件下可與CO2反應(yīng)，正確。 答案：B 3．我國(guó)古代的濕法冶金術(shù)是世界聞名的。我國(guó)在世界上最先應(yīng)用濕法冶金術(shù)冶煉出來(lái)的金屬是(　　) A．Fe B．Cu C．Ag D．Hg 解析：根據(jù)我國(guó)西漢時(shí)的煉丹家劉安所著的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載：“曾青得鐵，則化為銅”，該表述意思是說(shuō)銅的可溶性鹽遇到鐵時(shí)，就有銅生成，實(shí)質(zhì)就是鐵與可溶性銅鹽反應(yīng)生成銅。這一發(fā)現(xiàn)要比西方國(guó)家早1 700多年。 答案：B 4．(2018綿陽(yáng)市南山中學(xué)期末)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是(　　) A．以海水為原料制得精鹽，再電解精鹽的水溶液制取鈉 B．用海水、石灰乳等為原料，經(jīng)一系列過(guò)程制得氧化鎂，用 H2還原氧化鎂制得鎂 C．以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料，通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵 D．從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁 解析：工業(yè)制鈉是電解熔融NaCl而不是電解NaCl溶液，A錯(cuò)誤；鎂的還原性比氫氣的還原性強(qiáng)，不能用氫氣還原氧化鎂制取鎂，工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂，B錯(cuò)誤；工業(yè)上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，制得鐵，因?yàn)闊掕F的礦石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是將二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去，C正確；熔融狀態(tài)下氯化鋁不導(dǎo)電，所以從鋁土礦中獲得氧化鋁再電解熔融的氧化鋁來(lái)獲取金屬鋁，D錯(cuò)誤。 答案：C 5.鋁熱反應(yīng)常用來(lái)焊接鋼軌。右圖為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋁熱反應(yīng)的裝置，點(diǎn)燃鎂條，反應(yīng)過(guò)程中看到熔融物落入蒸發(fā)皿的沙子中。則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　) A．金屬氧化物與鋁都能發(fā)生鋁熱反應(yīng) B．該裝置所用的漏斗是玻璃漏斗 C．反應(yīng)中觀察到熔融物落入蒸發(fā)皿中，表明該反應(yīng)是放熱反應(yīng) D．加氯酸鉀的目的是用氯酸鉀來(lái)氧化鋁粉 解析：A項(xiàng)Al能與在金屬活動(dòng)順序表中排在Al后面的金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)所用的漏斗為紙質(zhì)的，錯(cuò)誤；C項(xiàng)正確；D項(xiàng)KClO3可提供O2，為引燃劑，使Mg充分燃燒，提供Al與Fe2O3反應(yīng)的條件，錯(cuò)誤。 答案：C 1．熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定是(　　) A．氧化還原反應(yīng)　　 B．置換反應(yīng) C．復(fù)分解反應(yīng) D．分解反應(yīng) 解析：熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定不是復(fù)分解反應(yīng)，也一定不是分解反應(yīng)，不一定是置換反應(yīng)，如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，熱還原法冶煉金屬，金屬元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，一定是氧化還原反應(yīng)，故選A項(xiàng)。 答案：A 2．(2018平頂山市期末)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電解NaCl溶液、熔融態(tài)的氯化鎂可制得相應(yīng)的金屬單質(zhì) B．工業(yè)上可用含Cu2S的礦石和氧化劑O2反應(yīng)冶煉Cu C．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉高熔點(diǎn)金屬，如K、Ca、Cr、Mn等 D．工業(yè)電解熔融態(tài)的Al2O3制Al時(shí)，加冰晶石的主要作用是提高Al的產(chǎn)量 解析：電解 NaCl 溶液得到氫氧化鈉、氫氣和氯氣，電解熔融態(tài)的氯化鎂可制得鎂和氯氣，A錯(cuò)誤；工業(yè)上可用Cu2S和O2反應(yīng)制取粗銅，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cu2S＋O2===2Cu＋SO2，B正確； 鋁熱反應(yīng)不能用于冶煉K、 Ca等活潑金屬，C錯(cuò)誤；工業(yè)電解熔融態(tài)的Al2O3制Al時(shí)，加冰晶石的主要作用是降低Al2O3的熔化溫度，不能提高Al的產(chǎn)量，D錯(cuò)誤。 答案：B 3．用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1 mol，消耗鋁最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Fe2O3 D．V2O5 解析：MnO2～Mn，生成1 mol Mn，需要得到4 mol電子，消耗 mol Al；WO3～W，生成1 mol W，需要得到6 mol電子，消耗2 mol Al；Fe2O3～2Fe，生成1 mol Fe，需要得到3 mol電子，消耗1 mol Al；V2O5～2V，生成1 mol V，需要得到5 mol電子，消耗 mol Al，故制得金屬各1 mol消耗鋁最少的是Fe2O3，選C項(xiàng)。 答案：C 4．利用金屬的活潑性不同，冶煉鎂、鐵、汞分別應(yīng)采用的方法是(　　) A．熱還原法、熱分解法、電解法 B．電解法、熱還原法、熱分解法 C．熱分解法、熱還原法、電解法 D．電解法、熱分解法、熱還原法 解析：冶煉鎂用電解法，冶煉鐵用熱還原法，冶煉汞用熱分解法，故選B項(xiàng)。 答案：B 5．從金屬利用的歷史來(lái)看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近百年的事。這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是(　　) ①地殼中的金屬元素的含量?、诮饘倩顒?dòng)性順序　③金屬導(dǎo)電性?、芙饘僖睙挼碾y易程度?、萁饘俚难诱剐? A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．②④ 解析：金屬的活動(dòng)性決定了金屬冶煉的難易程度，金屬越活潑，其金屬離子得到電子被還原成金屬原子越困難，則金屬單質(zhì)的使用年代越晚。 答案：D 6．金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的金屬鋰能釋放出更多的電子，故常用來(lái)制造高能量電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則下列能冶煉出金屬鋰的方法是(　　) A．熱分解法 B．熱還原法 C．電解法 D．鋁熱法 解析：鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，應(yīng)該與鈉、鎂的冶煉方法相同，故冶煉鋰應(yīng)選用電解法，選C項(xiàng)。 答案：C 7．冶煉金屬常用以下幾種方法： ①以C、CO或H2作還原劑還原?、谝暂^活潑金屬Na、Mg等還原?、劾娩X熱反應(yīng)原理用Al還原?、茈娊夥ā、轃岱纸夥? 下列金屬各采用哪種方法還原最佳。 (1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________。 (2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬________。 (3)Hg、Ag等不活潑金屬________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬________。 (5)K、Rb、Cs、Ti等金屬通常還原方法是________。 解析：根據(jù)每種金屬的特點(diǎn)，應(yīng)選擇最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti中制取K利用的原理比較特別，不是用活潑金屬置換不活潑金屬，而是平衡的原理，如Na＋KClNaCl＋K↑，抽離鉀蒸氣此反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行。而Ti是用Na來(lái)置換的：4Na＋TiCl4(熔融)4NaCl＋Ti或用Mg來(lái)置換：2Mg＋TiCl4(熔融)===2MgCl2＋Ti。 答案：(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③　(5)② 8．用如圖所示的裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題： (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________，在該反應(yīng)中________是氧化劑，________是還原劑，該反應(yīng)稱為_(kāi)_______反應(yīng)。 (2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象________(把序號(hào)填寫在橫線上)。 ①鎂條劇烈燃燒　②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒，火星四射?、奂埪┒返南虏勘粺、苡屑t熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w (3)寫出下列操作或物質(zhì)的作用：內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔：____________；蒸發(fā)皿盛沙：__________；鎂條：______________；氯酸鉀：____________。 (4)若將氧化鐵換成氧化鎂，該反應(yīng)能否發(fā)生？________(填“能”或“不能”)，理由是__________________。 解析：(1)該鋁熱反應(yīng)為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，該反應(yīng)中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。(2)①②③④全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。(3)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中為使熔融物易落下通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔；為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿，蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子；反應(yīng)中鎂條引起氯酸鉀分解；氯酸鉀引發(fā)鋁熱反應(yīng)。(4)Mg比Al活潑，Al不能從MgO中置換出鎂。 答案：(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe　Fe2O3　Al　鋁熱 (2)①②③④ (3)使熔融物易于落下　防止濺落物使蒸發(fā)皿炸裂　引起氯酸鉀分解　引發(fā)鋁熱反應(yīng) (4)不能　鎂比鋁活潑，鋁不能置換鎂 1．下列反應(yīng)中，通過(guò)置換反應(yīng)得到金屬單質(zhì)的是(　　) A．銅浸入氯化鐵溶液中 B．一氧化碳通過(guò)熾熱的氧化銅 C．焦炭與石英混合高溫加熱 D．四氯化鈦與金屬鈉混合加熱至熔融 解析：A項(xiàng)Cu浸入氯化鐵溶液中發(fā)生反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)；B項(xiàng)一氧化碳通過(guò)熾熱的氧化銅發(fā)生反應(yīng)CO＋CuOCu＋CO2，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)；C項(xiàng)焦炭與石英混合高溫加熱，硅還原SiO2得到硅單質(zhì)，該反應(yīng)為置換反應(yīng)，但硅為非金屬，不符合題意；D項(xiàng)四氯化鈦與金屬鈉混合加熱至熔融，發(fā)生反應(yīng)TiCl4＋4NaTi＋4NaCl，該反應(yīng)為置換反應(yīng)，故選D項(xiàng)。 答案：D 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．自然界中所有金屬都以化合態(tài)形式存在 B．化學(xué)史上，金、銀、銅發(fā)現(xiàn)較早，鉀、鈉、鋁發(fā)現(xiàn)較遲是因?yàn)榍罢咦匀唤绾扛撸笳吆康? C．廢舊金屬處理的最好辦法是深埋 D．冶煉金屬的一般步驟是：富集→冶煉→精煉 解析：排在金屬活動(dòng)順序表后面的極少數(shù)的不活潑金屬如金、鉑等在自然界中可以游離態(tài)形式存在，金屬活動(dòng)性差的金屬可用熱分解或還原法冶煉，且冶煉越容易，發(fā)現(xiàn)越早，A、B項(xiàng)不正確；廢舊金屬的處理常見(jiàn)方法是回收再利用，以便節(jié)省資源減少污染，C項(xiàng)錯(cuò)誤；只有D項(xiàng)正確。 答案：D 3．赤銅礦的主要成分是氧化亞銅(Cu2O)，輝銅礦的主要成分是硫化亞銅(Cu2S)，將赤銅礦與輝銅礦混合加熱有如下反應(yīng)：Cu2S＋2Cu2O6Cu＋SO2↑。下列對(duì)于該反應(yīng)的說(shuō)法，正確的是(　　) A．該反應(yīng)中的氧化劑只有Cu2O B．Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑 C．Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為6∶1 解析：Cu2S中Cu為＋1價(jià)，S為－2價(jià)，Cu2O中Cu為＋1價(jià)；生成物中Cu為0價(jià)，SO2中S為＋4價(jià)；根據(jù)元素化合價(jià)變化可知，Cu2S既是氧化劑又是還原劑，Cu2O只是氧化劑，Cu是還原產(chǎn)物，SO2是氧化產(chǎn)物。 答案：B 4．實(shí)驗(yàn)室欲使1.6 g氧化鐵完全還原，事先應(yīng)準(zhǔn)備的CO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(　　) A．336 mL B．672 mL C．小于336 mL D．大于672 mL 解析：根據(jù)反應(yīng)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2可知，1.6 g Fe2O3完全反應(yīng)消耗0.03 mol CO，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積672 mL，但反應(yīng)過(guò)程中氣體與固體反應(yīng)不充分，反應(yīng)前要先通一會(huì)CO排盡裝置中的空氣，反應(yīng)后生成的鐵要在CO氣氛中冷卻，故CO實(shí)際用量大于672 mL，選D項(xiàng)。 答案：D 5．黃銅礦(CuFeS2)是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫和鐵的化合物。 (1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為＋2，反應(yīng)中被還原的元素是________(填元素符號(hào))。 (2)上述冶煉過(guò)程產(chǎn)生大量SO2，下列處理方案中合理的是________(填序號(hào))。 a．高空排放 b．用于制備硫酸 c．用純堿溶液吸收制Na2SO3 d．用濃硫酸吸收 (3)利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。方法為：①用稀鹽酸浸取爐渣，過(guò)濾。②濾液先氧化，再加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，將沉淀洗滌，干燥、煅燒得Fe2O3。 根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題： a．除去Al3＋的離子方程式是________________。 b．選用提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO。 提供的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。 所選試劑為_(kāi)_______。證明爐渣中含有FeO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)___________________________。 解析：(1)分析方程式中各元素化合價(jià)可知：Cu由＋2價(jià)→0價(jià)，O由0價(jià)→－2價(jià)，銅元素、氧元素在反應(yīng)中被還原。(2)二氧化硫污染環(huán)境，不能排入空氣中。濃硫酸不能吸收SO2，也不能消耗SO2。可以“變廢為寶”制硫酸，也可以用純堿吸收制Na2SO3。(3)Al3＋與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2溶液，而Fe3＋與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾，將Al3＋除去，反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。若要證明爐渣中含有FeO需要首先將其溶解，生成可溶性的亞鐵鹽，結(jié)合試劑分析可知，將該溶液加入到KMnO4溶液中，亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，因此，可以使KMnO4溶液褪色，故選用的試劑是稀硫酸和高錳酸鉀溶液。 答案：(1)Cu、O　(2)bc (3)a.Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O b．稀硫酸、KMnO4溶液　稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液褪色