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专题9　金属与人类文明
第一单元　金属的冶炼方法
1 下列变化过程不属于金属冶炼的是(　　)
A. 电解熔融氯化钠
B. 铁丝在氧气中燃烧
C. 铁矿石与焦炭在高温下反应
D. 铝粉与二氧化锰在高温下反应
2 铝粉与氧化铁在高温条件下的反应可用来焊接钢轨。下列说法不正确的是(　　)
A. 该反应放出大量的热，生成的铁呈熔融态
B. 该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
C. 被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为1∶2
D. 实验室引发该反应通常在铝热剂表面加氯酸钾，插上镁带并点燃
3 [2025镇江丹阳质量测试]下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　)
A. 金属冶炼的本质是将金属元素从化合态变为游离态，冶炼方法由金属的活动性决定
B. 铁通常采用高温还原法冶炼，加入石灰石的目的是除去过量的碳
C. 铜的湿法冶炼是将钠投入硫酸铜溶液中，从而置换出铜
D. 电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠
4 [2025苏州中学期中]下列有关金属冶炼的方法不正确的是(　　)
A. 制钒：将铝粉与难熔的五氧化二钒以一定比例混合后，高温冶炼得到钒
B. 制铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物
C. 制汞：加热氧化汞得到汞，同时生成氧气
D. 制钠：将粗盐提纯得到的饱和氯化钠溶液电解得到钠和氯气
5 [2025扬州扬大附中期末]下列有关金属冶炼的说法正确的是(　　)
A. 制Na：高温分解NaCl制备Na
B. 制Al：在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物制备单质Al
C. 制Fe：工业上用Al和Fe2O3冶炼大量单质铁
D. 制Cu：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了分解反应
6 [2025镇江实验中学月考]下列有关金属冶炼的方法不正确的是(　　)
A. 制镁：将海水富集得到的MgCl2溶液电解得到Mg和Cl2
B. 制铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物
C. 制汞：加热氧化汞得到汞，同时生成O2
D. 制锰：将铝粉与难熔的MnO2以一定比例混合后，高温冶炼得到Mn
7 类比推理是学习化学的重要思维方法，下列陈述Ⅰ及类比推理陈述Ⅱ均正确的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 类比推理陈述Ⅱ
A 冶炼铁通常用热还原法 冶炼铜也可用热还原法
B 工业上用电解Al2O3的方法得到铝单质 工业上用电解MgO的方法得到镁单质
C Fe能把CuSO4溶液中的铜置换出来 Na也能把CuSO4溶液中的铜置换出来
D 可用铝热法制备金属铬 可用铝热法制备金属镁
8 铝元素是地壳中含量最多的金属元素（约占地壳总量的7.73%），主要以铝土矿形式存在（主要成分是Al2O3）。要从铝土矿中提取铝，首先要获得纯度较高的氧化铝，主要的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A. 碱溶①后，溶液中主要含有的阳离子为Na＋和Al3+
B. 步骤②通入足量的CO2发生反应的离子方程式为2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O
C. Al(OH)3受热分解，生成高熔点物质和水，该高熔点物质常用作高温耐火材料
D. 灼烧③一般在坩埚中进行，电解④添加冰晶石(Na3AlF6)的目的是增强导电性
9 某兴趣小组利用菱镁矿（主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3等杂质）设计制备MgO的流程图。下列说法错误的是(　　)
A. 步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)中一定要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒
B. 步骤(Ⅰ)获得的滤液X中含有的阳离子主要有Mg2+、Al3+、H＋
C. 步骤(Ⅱ)中获得Mg(OH)2沉淀，说明Al3+不与NaOH溶液反应
D. 步骤(Ⅲ)发生反应的化学方程式为Mg(OH)2MgO＋H2O
10 CuSO4是一种重要的化工原料，制备途径如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 将途径①反应所得气体循环利用体现了绿色化学思想
B. 途径②制备0.1 mol CuSO4，被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol
C. 途径③制备CuSO4，当Cu过量时，H2SO4能完全反应
D. 生成等量的CuSO4，三种途径中参加反应的H2SO4的物质的量：①＝②＝③
11 海洋约占地球表面积的71%，对其开发利用的部分流程如图所示。下列说法正确的是(　　)
①试剂1可以选用KOH溶液
②从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
③工业上，用电解熔融MgO冶炼金属镁可以减小能耗
④制钠：电解饱和NaCl溶液
⑤炼铁：CO在高温下还原铁矿石
A. ①②④ B. ①②⑤
C. ①②③④ D. ①②③⑤
12 [2025常州中学期末]以高硫铝土矿[主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2]为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图（已知：亚硫酸盐易被氧气氧化）。下列叙述错误的是(　　)
A. 烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
B. 焙烧时加入CaO可以减少SO2的排放，同时生成CaSO4
C. 向滤液{主要为Na[Al(OH)4]}中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
D. 隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶5
13 [2025苏州中学期末]从废线路板（主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、铁）中提取铜的流程如下，已知“滤液2”主要含SnO和HPbO。下列说法正确的是(　　)
A. “机械粉碎”可将铅锡合金分离为铅和锡单质
B. “酸溶”时也可选用1 mol/L HNO3
C. “酸溶”后滤液1中主要金属阳离子为Al3+、Fe3+
D. “碱溶”时发生的反应之一为Sn＋2OH－＋O2===SnO＋H2O
14 钛(Ti)及其化合物大量应用于航空、造船、电子、化学、医疗器械和电讯器材等各个领域，工业上常以金红石（主要成分是TiO2）、焦炭、氯气和金属镁为原料生产金属钛，其流程如下：
(1) 过程Ⅰ中，可燃性气体X是　　　　，过程Ⅰ发生反应的化学方程式为______________________　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 过程Ⅱ中，发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　；稀有气体的作用是______________________________________________________。
(3) 下列有关过程Ⅰ发生的反应和过程Ⅱ发生的反应的分析不正确的是　　　　（填字母）。
A. TiCl4在Ⅰ中是还原产物，在Ⅱ中是氧化剂
B. C、Mg在反应中均为还原剂，被氧化
C. 生成24 g Ti，理论上参加反应的C的质量为12 g(C—12，Ti—48)
D. 由反应可得还原性：C>TiCl4>Mg>Ti
15 某兴趣小组利用废旧电池的铜帽（铜、锌总含量约99%）制备了CuSO4·5H2O样品，制备流程如下：
(1) “滤液”中主要含有的阳离子是_____________。
(2) “溶解Ⅱ”过程中，发生反应的离子方程式为________________________
______________________________________________________________________。
(3) “溶解Ⅱ”过程中应控制反应温度不能过高的原因是_________________
____________________________。
(4) 操作Ⅰ的具体操作是____________________________________________
______________________________________________________________________。
(5) 为测定所得CuSO4·5H2O样品的纯度，兴趣小组进行了如下实验：称取2.570 g样品，配制成250 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入过量KI并充分振荡后，滴加几滴淀粉溶液，再滴入0.040 00 mol/L Na2S2O3溶液至刚好完全反应，恰好完全反应时消耗Na2S2O3溶液的体积为25.00 mL。实验过程中发生的反应如下：2Cu2+＋4I－===2CuI↓＋I2；2S2O＋I2===S4O＋2I－。M(CuSO4·5H2O)＝250 g/mol。
①配制250 mL溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有_______________
___________________。
②计算样品中CuSO4·5H2O的质量分数（写出计算过程，结果保留三位有效数字）。
专题9　金属与人类文明
第一单元　金属的冶炼方法
1. B　铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不属于金属的冶炼，B符合题意。
2. C　该反应放出大量的热，温度较高，可以使铁融化，A正确；该反应为置换反应，铝置换出氧化铁中的铁，化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，B正确；该反应中，2 mol Al被氧化，同时1 mol Fe2O3被还原，物质的量之比为2∶1，C错误；该反应需要高温引发，在铝热剂表面加氯酸钾可以提供氧气，帮助镁条燃烧，D正确。
3. A　炼铁时加入石灰石目的是除去矿石中的二氧化硅，B错误；湿法炼铜是用铁置换出铜，C错误；钠较活泼，电解熔融NaCl来制备钠，D错误。
4. D　电解饱和NaCl溶液可得到NaOH，电解熔融NaCl才能制得金属Na，D错误。
5. B　电解熔融NaCl可制得金属Na，A错误；工业上冶炼铁的原料是铁矿石、焦炭和石灰石等，C错误；“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了置换反应，D错误。
6. A　制镁的方法是电解熔融的MgCl2，若电解MgCl2溶液，则会生成Mg(OH)2、Cl2和H2，A错误。
7. A　冶炼铁通常用热还原法，冶炼铜也可用热还原法，A正确；MgO的熔点很高，工业上常用电解熔融MgCl2法制取镁单质，B错误；Na与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀和H2，C错误；镁的金属活动性强于铝，不能利用铝热反应制备金属镁，D错误。
8. C　碱溶①后，溶液中主要含有的阳离子为Na＋，Al3+与OH－不能大量共存，A错误；酸化②通入足量的CO2，应生成HCO，B错误；电解④添加冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔融温度，D错误。
9. C　步骤(Ⅱ)中获得Mg(OH)2沉淀，未获得Al(OH)3沉淀，是因为Al(OH)3沉淀可溶于NaOH溶液，C错误。
10. A　途径①反应中会产生有害气体NO，NO循环使用，体现了绿色化学思想，A正确；途径②中反应为2Cu＋O22CuO、CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，硫酸未参与氧化还原反应，B错误；Cu与稀硫酸不反应，Cu过量时，H2SO4不能完全反应，C错误；根据化学方程式知，生成等量的CuSO4，三种途径中参加反应的H2SO4的物质的量①＝②＜③，D错误。
11. B　工业上，用电解熔融MgCl2冶炼金属Mg可以减小能耗，③错误；应电解熔融NaCl制钠，④错误。故选B。
12. D　“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，设有x mol Fe2O3和y mol FeS2完全参加反应，根据得失电子守恒，2x×(3－)＝2y×5＋y×(－2)，解得＝16，故理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16，D错误。
13. D　“机械粉碎”不可将铅锡合金分离为铅和锡单质，A错误；“酸溶”时不可选用1 mol/L HNO3，会溶解Cu且产生氮氧化物污染空气，B错误；Fe和稀盐酸反应生成Fe2+，故“酸溶”后滤液1中主要金属阳离子不包含Fe3+，C错误。
14. (1) CO　TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO
(2) TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti　防止高温下Mg、Ti与空气中的O2、N2或CO2反应(或防止金属Mg、Ti被氧化)
(3) D
15. (1) Zn2+、H＋　
(2) 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
(3) 防止硝酸挥发及分解
(4) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(5) ①250 mL容量瓶、胶头滴管　
②n(S2O)＝0.040 00 mol/L×25.00×10-3L＝1×10-3 mol
由题给信息可得关系式：
CuSO4·5H2O～Cu2+～I2～S2O
　1　　　　　　 　 　1
n(CuSO4·5H2O)　　1×10-3mol×
解得n(CuSO4·5H2O)＝1×10-2 mol，
m(CuSO4·5H2O)＝1×10-2 mol×250 g/mol＝2.5 g，
w(CuSO4·5H2O)＝×100%≈97.3%

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