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金属矿物的开发利用

【学习目标】
1、了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法；2、了解金属回收与资源的保护方法。【要点梳理】
【 金属矿物的开发利用 金属的冶炼】
要点一、金属的冶炼方法
由于大多数金属的化学性质活泼，在自然界中主要以化合态形式存在（金、铂等少数金属例外），所以使用的金属大多数是人工制得的。金属冶炼的实质就是利用氧化还原反应使金属化合物中的金属元素得到电子被还原为金属单质：Mn++ne-?M。因不同金属的阳离子得电子的能力不同，故不同金属采取不同的冶炼方法。
1、热分解法。有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。例如：
2HgO2Hg+O2↑
2Ag2O4Ag+O2↑
2、热还原法。多数金属的冶炼采用热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。例如：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
WO3+3H2W+3H2OZnO+CZn+CO↑
MgO+CMg(g)+CO(g)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
3、电解法。在金属活动性顺序表中，钾、钙、钠、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。例如：
?2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑
MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑ 一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如： 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
不同金属冶炼方法的选择
4、湿法。在工业上还有一种冶金方法叫做湿法冶金，也称为水法冶金。它是利用在溶液中发生的化学反应（如置换反应），对金属进行提取和分离的冶金过程。例如：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【 金属矿物的开发利用 铝热反应】
要点二、铝热反应炼铁通常用热还原法。工业上采用的高炉炼铁和铝热法炼铁都属于热还原法。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁）
Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热法炼铁）
Fe2O3与Al的反应叫做“铝热反应”，Fe2O3和Al的混合物叫做“铝热剂”。与Fe2O3性质相似的FeO、Fe3O4、CuO、TiO2（二氧化钛）、V2O5（五氧化二钒）、Cr2O3（三氧化二铬）、MnO2、Co3O4（四氧化三钴）、WO3（三氧化钨）等氧化物，也都能与金属铝在高温下发生氧化还原反应，生成Al2O3和新的金属单质，放出大量的热，这样的反应都属于铝热反应。
3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
3CuO+2Al3Cu+Al2O3
3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3
3V2O5+10Al6V+5Al2O3
3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3
3TiO2+4Al3Ti+2Al2O3
Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
铝热反应一般有两个方面的重要应用：一是冶炼高熔点的金属；二是焊接金属，如用Fe2O3和Al的混合物做焊药（铝热剂）焊接铁路钢轨等。
要点诠释：铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应，其中镁条为引燃物质，氯酸钾为助燃物质。
（1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应。
（2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。
（3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。
（4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。
（5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。
要点三、废旧金属的回收
地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能再生的，随着人们的不断开发利用，矿产资源将会日渐减少。废旧金属是一种固体废弃物，会污染环境，把废旧金属作为一种资源，加以回收利用。这样做，既减少了垃圾量、防止污染环境，又缓解了资源短缺的问题。
回收的废旧金属，大部分可以重新制成金属或它们的化合物再利用。例如：废旧钢铁可以用于炼钢，利用1t废钢炼钢，大约可节约矿石2t、焦炭1t、石灰石0.5t。回收一个铝质饮料罐比制造一个新的铝质饮料罐节约能源约95%。废铁屑等可以用于制铁盐，从电解精炼钢的阳极泥中，可回收金、银等贵重金属，从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。
【典型例题】
类型一：金属的冶炼
例1．（2019 陕西省商洛市期末）下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是（ ）。
A．用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁
B．在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝
C．用铝热法炼得熔点较高的金属铬
D．直接加热氧化汞得到金属汞
【思路点拨】根据金属活泼性强弱确定金属冶炼方法。
【答案】B
【解析】A项，活泼金属采用电解熔融盐或氧化物的方法冶炼，镁属于活泼金属，工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，故A正确；B项，铝属于活泼金属，采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，不能采用电解氯化铝的方法或氢气还原法冶炼，故B错误；C项，V、Cr、Mn、W等高熔点金属可利用利用铝热反应产生的高温来冶炼，故C正确；D项，不活泼金属可以采用加热分解法冶炼，Hg属于不活泼金属，直接加热氧化汞得到金属汞，故D正确。
【总结升华】（1）金属冶炼的原理是用氧化还原反应将化合态的金属还原为游离态的金属，即Mn++ne-?M。
（2）工业上不能采用电解氯化铝的方法冶炼铝，因为氯化铝为共价化合物，熔融状态下不导电，也不能用氢气还原Al2O3得到金属铝。
【变式1】下列有关金属冶炼方法叙述正确的是（ ）。
A．电解氯化镁水溶液制备镁
B．利用铝热反应制备铝
C．加热分解FeO制备铁
D．用火法或湿法均可制备铜
【答案】D
【解析】A．采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故A错误；
B．利用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，故B错误；
C．利用热还原法冶炼铁，故C错误；
D．铜在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，铁和铜盐能发生置换反应，所以可以用火法或湿法均可制备铜，故D正确。
例2．以下金属的冶炼（“→”前为原料，“→”后为所得的金属），其中最适宜用热还原法冶炼的是（ ）。①MgCl2→Mg； ②MnO2→Mn； ③ZnO→Zn； ④HgO→Hg； ⑤磁铁矿→Fe； ⑥KCl→K
A．①②④ B．③④ C．②③⑤⑥ D．②③⑤ 【思路点拨】本题考查的是适宜用热还原法冶炼的金属，做题时需仔细审题。
【答案】C【解析】热还原法是多数金属冶炼的方法，主要适用于金属活动性顺序表中处于中部或金属活动性与之相当的金属以及极少数活泼金属（如钾常用钠还原法制得），符合题意的有②③⑤⑥。故答案为C。
【总结升华】金属冶炼方法的选择要考虑其活泼性。
举一反三：
【变式1】在冶金工业上，均能用电解法制得的金属组是（ ）。A．Na、K、Mg、A1 B．Zn、Fe、Cu、AgC．Na、K、Zn、Fe D．Mg、Al、Zn、Fe
【答案】A
类型二：铝热反应
例3．铝热反应不仅应用于焊接钢轨，而且还常应用于冶炼熔点较高的金属，如钒、铬、锰等。试从铝粉跟氧化铁的反应出发，思考铝热反应为什么可以冶炼这些金属？【思路点拨】铝热反应的特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。
【答案】铝热反应过程中会放出大量的热，足以使高熔点的金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。
【解析】铝粉跟氧化铁的反应为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3，在反应过程中放出了大量的热，足以使高熔点的金属熔融成液态，这样就可以分离出熔融态的金属，达到冶炼这些金属的目的。
【总结升华】铝热反应是对金属冶炼方法的举例和运用，可以结合对该反应现象的解释理解这道题。
举一反三：
【变式1】下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是（ ）。A．WO3 B．MnO2 C．MgO D．V2O5
【答案】C
【解析】铝热反应是干态的置换反应，铝能把比它活动性弱的金属从其氧化物中置换出来；铝热反应适用于冶炼高熔点金属，MgO与Al不反应。
【变式2】铝能用于冶炼难熔的金属（如Fe、Mn等），这是因为铝具有（ ）性质A．两性 B．导电性好 C．熔点低 D．还原性及冶炼反应中放出大量的热
【答案】D
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．（2019 辽宁省实验中学期末考）炒菜时，加一点酒和醋能使菜味香可口，原因是（ ）。
A．有酸类物质生成 B．有醇类物质生成 C．有酯类物质生成 D．有盐类物质生成
2．（2019 江苏南通如皋中学期中考）下列关于乙酸性质的叙述中，不正确的是（ ）。
A．纯净的乙酸又称为冰醋酸
B．乙酸能与金属钠反应放出氢气
C．乙酸的酸性比碳酸强
D．乙酸与乙醇不互溶
3．（2019 黑龙江省鸡西十九中期中考）食用醋中含有乙酸。下列关于乙酸的说法不正确的是（ ）。
A．结构简式为：CH3COOH
B．乙酸又称为醋酸
C．可与金属Na反应生成H2
D．分子中原子之间只存在单键
4．乙醇分子中的化学键如图所示，则乙醇在与乙酸发生酯化反应时，断裂的化学键是()。A．① B．②C．③D．④
5．若乙酸分子中的O都是16O，乙醇分子中的O都是18O，则二者在一定条件下反应的生成物中水的相对分子质量为()。A．16 B．18 C．20 D．22
6．（2019 武汉二中期末考）下列关于乙酸的说法中，正确的是（ ）。
①乙酸易溶于水和乙醇，其水溶液能导电
②无水乙酸又称为冰醋酸，它是纯净物
③乙酸分子里有四个氢原子，所以它不是一元酸、
④乙酸是一种重要的有机酸，常温下乙酸是有刺激性气味的液体
⑤1 mol乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可生成88 g乙酸乙醇
⑥食醋中含有乙酸，乙酸可由乙醇氧化得到。
A．①②③④ B．①②③⑥ C．①②④⑥ D．②④⑤⑥
7．能说明CH3COOH是弱酸的是()。
A．CH3COOH与H2O以任意比混溶
B．CH3COOH能与Na2CO3(aq)发生反应
C．CH3COOH能使石蕊试液变红色
D．同浓度的盐酸和醋酸分别跟Zn反应，前者反应速率大
8．在酯化反应的实验中制得的乙酸乙酯中混有少量的CH3COOH，应选用下列哪种试剂洗涤除去()。
A．乙醇 B．饱和Na2CO3溶液
C．水 D．乙醇和浓硫酸加热
9．在一定条件下，下列能与CH3CH2CH2COOH发生反应的物质是()。
①石蕊 ②乙醇 ③苯 ④金属钠⑤氧化铜 ⑥碳酸钙 ⑦氢氧化镁 ⑧乙酸
A．①③④⑤⑥⑦
B．②③④⑤
C．①②④⑤⑥⑦
D．全部
10．下表为某有机物与各种试剂反应的现象，则这种有机物可能是()。
试剂
钠
溴水
NaHCO3
现象
放出气体
褪色
不反应
A．CH2＝CH—COOH B．CH2＝CH—CH3?C．CH3COOCH2CH3 D．CH2＝CH—CH2—OH
11．巴豆酸的结构简式为CH3CH=CHCOOH，现有：①氯化氢 ②溴水 ③纯碱溶液 ④酸性KMnO4溶液 ⑤乙醇。在一定条件下能与巴豆酸反应的物质组合是（ ）。
A．②④⑤ B．①③④ C．①②③ D．①②③④⑤
12．下列是食醋在生活中的应用，其中主要利用了醋酸酸性的是（ ）。
A．熏醋溶液可在一定程度上治疗手足癣
B．熏醋可一定程度地预防流行性感冒
C．醋可以除去水壶上的水垢
D．长期食用食醋有滋润皮肤的效果
13．下列生活中遇到的问题，不涉及化学变化的是（ ）。
A．用CCl4可擦去圆珠笔油渍
B．蜂蚁蛰咬处涂抹稀氨水可减痛
C．烹鱼时加入少量食醋和黄酒来调味
D．用食醋来除水壶里的水垢
二、非选择题
1．写出下列反应的化学方程式
（1）C2H5OH＋Na
______________________________________________________________________
（2）CH3COOH＋Na
________________________________________________________________________
（3）H2O＋Na
________________________________________________________________________
（4）CH3COOH＋Na2CO3
________________________________________________________________________
2．“酒是陈的香”就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室和工业上常采用如下反应：CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O来制取乙酸乙酯。
（1）实验时，试管B观察到的现象是界面处产生浅红色，下层为蓝色，振荡后产生气泡，界面处浅红色消失，原因是(用化学方程式表示)______________________________________。欲从上述混合物中分离出乙酸乙酯，采用的分离方法是____________(填操作名称)。
（2）事实证明，此反应以浓H2SO4为催化剂，也存在缺陷，其原因可能是________。
a．浓H2SO4易挥发，以至不能重复使用
b．会使部分原料炭化
c．浓H2SO4有吸水性
d．会造成环境污染
3．酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
请根据要求回答下列问题：
（1）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有________、________等。
（2）若用如下图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________________、______________________________________等。
（3）此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成____________________、____________________等问题。
【答案与解析】
一、选择题
1．C
【解析】炒菜时，加一点酒和醋能使菜味香可口，这是因为料酒中含有乙醇，食醋中含有乙酸，乙醇和乙酸在一定的条件下能反应生成乙酸乙酯，乙酸乙酯具有香味，所以C正确。
2．D
【解析】A．乙酸的熔点为16.6℃，温度低于熔点时，乙酸凝结成类似冰一样的晶体，纯净的乙酸又叫冰醋酸，故A正确；
B．钠是活泼金属，乙酸具有酸的通性，钠与乙酸反应生成乙酸钠与氢气，故B正确；
C．乙酸能和碳酸钙反应生成二氧化碳，根据强酸制备弱酸的原理，可知乙酸的酸性比碳酸强，故C正确；
D．绝大多数有机物之间可以互溶，乙酸和乙醇之间可以互溶，故D错误。
3． D
【解析】乙酸又称为醋酸，分子式是C2H4O2，乙酸的结构简式为CH3COOH，乙酸具有酸的通性能够与金属钠反应生成氢气和醋酸钠，分子中存在C—C、C—H、C＝O键，故选D。
4．D【解析】乙酸和乙醇发生酯化反应时，乙酸分子羧基中的羟基(—OH)与乙醇分子羟基中的氢原子(—H)结合成水，其余部分结合成酯，即乙醇分子中断裂O—H键。5．B
【解析】乙醇与乙酸发生酯化反应的原理是乙醇、乙酸分别提供氢原子和羟基（—OH），依此原理可得选项B正确。?
6．C
【解析】①由于乙酸易溶于水和乙醇，且乙酸为有机酸，溶于水能导电，故①正确；
②由于无水乙酸又称冰醋酸，为一种物质，它属于纯净物，故②正确；
③由于乙酸分子中含有一个羧酸，能够电离出一个氢离子，属于一元酸，故③错误；
④由于乙酸是一种重要的有机酸，是有刺激性气味的液体，故④正确；
⑤乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯的反应为可逆反应，即乙酸不能完全反应，故⑤错误；
⑥乙酸可以是乙醇经过氧化反应生成的，故⑥正确。
7．D
【解析】酸的溶解性与酸性强弱没有必然的联系，A选项错误；B选项中CH3COOH能与Na2CO3反应只能说明酸性CH3COOH>H2CO3，不能说明CH3COOH是弱酸，C选项只能说明CH3COOH显酸性，不能确定其强弱；D选项中盐酸与醋酸浓度相同但盐酸中H＋浓度大，说明CH3COOH不完全电离，为弱酸。
8．B
【解析】乙醇和乙酸在浓H2SO4的作用下共热，尽管可以生成乙酸乙酯，但酯化反应是可逆的，反应不能进行到底，故除去乙酸乙酯中的CH3COOH可使用饱和Na2CO3溶液。
9．C
【解析】丁酸是羧酸，其化学性质与醋酸的相似，因此具有酸的通性，能与活泼金属、金属氧化物，酸碱指示剂、碱某些盐等（如碳酸盐）发生反应。
10．D
【解析】与钠反应放出气体，说明该有机物可能含有的官能团为-OH、-COOH；使溴水褪色，说明该有机物含有碳碳双键；与NaHCO3不反应，说明该有机物不含-COOH。根据这三个实验现象可得出结论，该有机物含碳碳双键、-OH，只有D项符合要求。
11．D
【解析】官能团决定性质，由于分子结构中含有碳碳双键，所以可以与氯化氢和溴水发生加成反应，可以被酸性KMnO4溶液氧化；由于分子结构中含有羧基，可以和纯碱发生复分解反应，也可以和乙醇发生酯化反应。
12．C
【解析】A、B两项主要利用了醋酸能够杀菌消毒的性质；C项主要利用了醋酸的酸性；D项利用了食醋抗衰老、美容的作用，与酸性无关。
13．A
【解析】CCl4为有机溶剂，可以溶解圆珠笔中的油渍，该过程为物理变化；蜂蚁毒液中含有酸性物质，氨水与之发生中和反应；烹鱼时食醋、黄酒中的乙酸、乙醇在高温下发生化学反应；食醋中的乙酸与水垢中的碳酸钙、氢氧化镁发生化学反应。
二、非选择题
1．（1）2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑
（2）2CH3COOH＋2Na===2CH3COONa＋H2↑
（3）2H2O＋2Na===2NaOH＋H2↑
（4）2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑
2．（1）2CH3COOH＋Na2CO3＝2CH3COONa＋CO2↑＋H2O；分液
（2）b、d
3．（1）增大乙醇的浓度移去生成物
（2）原料来不及反应就被蒸出温度过高，发生了副反应，冷凝效果不好，部分产物挥发了(任填两种)
（3）产生大量的酸性废液(或造成环境污染)部分原料炭化催化剂重复使用困难催化效果不理想（任填两种）
【解析】（1）根据平衡移动原理可得。（2）从反应的程度、是否发生副反应和冷凝的效果去考虑。（3）从催化剂重复利用、产物的污染、原料被炭化角度分析。
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．（2019 广东省肇庆市期末考）工业上冶炼金属铝，经常采用的方法是（ ）。
A．电解法 B．热分解法 C．热还原法 D．热氧化法
2．下列金属的冶炼不适宜用热还原性来冶炼的是（ ）。A．铁B．铜C．钠 D．铅
3．下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。可用铝热法制备的有（ ）。A．①②④ B．①②③⑤ C． ①③④⑤ D．①②③④⑤
4．（2019 广西省柳州市铁路一中期末考）下列各组金属最适合用H2或CO把它们从化合物中还原出来的是（ ）。A．Na B．Al C．Fe D．Hg
5．（2019 湖南模拟考）下列金属的冶炼原理中，属于热还原法的是（ ）。
A．2HgO2Hg+O2
B．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
C．Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
D．2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑
6．下列各组金属中，前者可以用热分解法制得，后者可以用氢气还原制得的是（ ）。A．Hg；Fe B．Fe； Al C．Ag；K D．Cu；Na
7．下列冶炼金属原理正确的是（ ）。①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
③用电解的方法冶炼铝时，原料是氯化铝
④湿法炼铜是用锌和硫酸铜溶液反应置换出铜A．②③ B．①③ C．① D．②③④
8．金属汞在自然界的主要矿物为辰砂（又名朱砂），其主要成分是HgS。将该矿物在空气中焙烧，把汞蒸气蒸馏出来而得到汞，反应方程式为：HgS + O2?＝ Hg + SO2，下列对于该反应的说法一定正确的是（ ）。A．HgS只是还原剂 B．SO2只是还原产物C．O2是氧化剂 D．Hg是氧化产物
9．赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑，关于该反应的说法正确的是（ ）。
A．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂B．该反应的氧化剂只有Cu2OC．Cu既是氧化产物又是还原产物D．每生成19.2gCu，反应中转移0.6mol电子
10．已知工业上真空炼铷的反应方程式为：2RbCl + MgMgCl2?+ 2Rb(g)，对于此反应能够进行的解释正确的是（ ）。A．MgCl2的热稳定性差?B．Rb比Mg的金属性弱，故镁可置换铷C．金属活动性顺序也适用于高温下进行的反应D．铷的沸点低，当把铷蒸气抽走，可使平衡向正反应方向移动
11．（2019 广东省惠州期末考）下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是（ ）。
A．Cr2O3 B．MnO2 C．MgO D．V2O5
12．下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是（ ）。
A．加热氧化铝
B．加热碳酸钙
C．电解熔融的氯化钠
D．氯化钠与铝粉高温共热
13．置换反应是金属冶炼的基本原理之一。下列是通过置换反应得到铁的是（ ）。
A．少量单质铜与FeCl3溶液混合
B．CO通过灼热的FeO
C．H2通过灼热的Fe3O4
D．单质铝与Fe2O3的混合物加热引燃
14．下列说法不正确的是（ ）。A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物二、非选择题
1．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式） 写出①～④反应的方程式。 2．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取时操作过程表示如下：（1）写出②③两处所用试剂的名称②____________③____________。?（2）写出在滤液B中加入物质③的离子方程式：__________。?（3）Al2O3熔点（2045 ℃）很高，工业上用冰晶石作助熔剂，电解熔融的Al2O3，其化学方程式是____________。某冶炼铝厂以碳为电极电解时，由于温度高，阳极生成的氧气与碳发生反应。当生成54 kg铝时，阳极消耗24 kg碳，则阳极生成的CO和CO2混合气体中，CO与CO2两种气体的分子个数比为____________。
3．世界上每年铜的产量是八百万吨（8×106t），铜的主要来源之一是由辉铜矿（主要成分是Cu2S），工业上由辉铜矿生产铜的反应是：Cu2S+O22Cu+SO2。如果完全采用这种方法生产这八百万吨铜，则每年需要消耗的Cu2S为多少吨？由此产生的二氧化硫在标准状况下体积是多少升？
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，较活泼金属用热还原法，不活泼金属用热分解法。铝是活泼金属，所以采用电解法冶炼，通常采用电解熔融的氧化铝的方法冶炼，注意不能用电解熔融氯化铝的方法冶炼。
2．C
3．C
【解析】可用铝热法制备的金属必定不如铝活泼，故镁一定不可以，利用排除法可知选C项。4．C
【解析】金属活动性顺序表中位于Zn和Cu之间的金属一般用热还原法制备。
5．B
【解析】A．此为Hg的冶炼方法，为热分解法，故A错误；
B．此反应为用CO做还原剂来将Fe3O4还原为铁单质的反应，为热还原法，故B正确；
C．此反应为在溶中铁将铜置换出，为湿法炼铜，故C错误；
D．此反应为电解熔嘈的氯化钠来冶炼金属钠，为电解法，故D错误。
6．A
7．C
【解析】用电解熔融氯化钠的方法来制取钠是正确的，①正确；钠非常活泼，能与水反应，不能用钠置换氯化镁饱和溶液中的镁，制取镁可以用电解氯化镁的方法，②错误；用电解的方法冶炼铝时，使用的原料是氧化铝，③错误；湿法炼铜是用铁与硫酸铜溶液反应置换出铜，④错误。
8．C
【解析】根据化合价分析，HgS就是还原剂，又是氧化剂，A错误；SO2是氧化产物，B错误；Hg是还原产物，D错误。只有C对。
9．A
【解析】根据反应前后元素化合价的变化可知Cu2S在反应中既作氧化剂又作还原剂，且Cu2O也是氧化剂，Cu是该反应的还原产物；从反应中可以看出每生成6molCu转移6mol电子，即生成19.2gCu时转移0.3mol电子。
10．D
【解析】MgCl2的热稳定性很好，A错误根据金属的活动性顺序，Rb与Mg活泼，B错误；该反应中Mg可以将Rb置换，说明金属活动性顺序不适用于高温下进行的反应，C错误；D的说法正确，Rb的沸点低，把Rb蒸气抽走后，平衡向右移动，从而制得Rb。
11．C
【解析】铝热反应的实质为金属单质之间的置换反应，能跟铝粉组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应较铝弱，
A．Cr的活泼性小于Al，Cr2O3可与Al发生铝热反应，故A错误；
B．Mn的活泼性小于Al，MnO2可与Al发生铝热反应，故B错误；
C．Mg的活泼性大于Al，MgO不能与Al发生铝热反应，故C正确；
D．V的活泼性小于Al，V2O5可与Al发生铝热反应，故D错误。
12．C
【解析】由于Al2O3的熔点很高，加热Al2O3难以分解，因此加热时得不到其单质；加热CaCO3发生分解：CaCO3 CaO＋CO2↑；C项中电解熔融的氯化钠时：2NaCl 2Na＋Cl2↑，可得到金属钠；由于钠的活泼性比铝强，因此铝粉不能置换NaCl中的Na。
13．CD
【解析】铜与FeCl3溶液反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，不能得到铁；CO通过灼热的FeO：CO＋FeOFe＋CO2；Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O；Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
14．C
【解析】本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融的NaCl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。
二、非选择题
1．①Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O ②2NaAlO2+CO2+3H2O＝2Al(OH)3↓+Na2CO3 ③Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH ④2Al(OH)3Al2O3+3H2O
2．（1）氢氧化钠 二氧化碳（2）AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
3．1×107t 1.4×1012 L
【解析】8×106t铜的物质的量是：8×106×106g÷64g·mol-1＝1.25×1011 mol由反应方程式中Cu2S、SO2与Cu的物质的量关系可知：该反应中Cu2S和SO2的物质的量分别是0.5×1.25×1011mol因此，需要Cu2S的质量是：(0.5×1.25×1011mol)×160g·mol—1＝1×1013g＝1×107t标准状况下产生SO2的体积是：(0.5×1.25×1011 mol)×22.4 L·mol—1＝1.4×1012 L

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