2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題九 金屬材料 金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)利用專題演練

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1、2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題九 金屬材料 金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)利用專題演練 1.(xx·江蘇化學(xué)，8)在給定條件下，下列選項(xiàng)中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．粗硅SiCl4Si B．Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C．Fe2O3FeCl3(aq)無(wú)水FeCl3 D．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 2．(xx·福建理綜，24)無(wú)水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________。 (2)工業(yè)上用鋁

2、土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無(wú)水氯化鋁的一種工藝流程示意如下： 已知： 物質(zhì) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點(diǎn)/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是____________________________________________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)

3、ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ④步驟Ⅲ的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為_(kāi)_______________________________________________________________________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是_______________________

4、_________________________________________________。 3．(xx·山東理綜，30(3))(1)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，需要的試劑還有(雙選)(　　) A．KCl B. KClO3 C．MnO2 D．Mg (2)取上述少量鋁熱反應(yīng)所得到的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，__________________________ (填“能”或“不能”)說(shuō)明固體混合物中無(wú)Fe2O3，理由是________________________(用離子方程式說(shuō)明)。 4．(xx·浙江理綜，26)某研究小組為

5、了探究一種無(wú)機(jī)礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)： 另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40 g 固體1。 請(qǐng)回答如下問(wèn)題： (1)畫(huà)出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，寫(xiě)出氣體甲的電子式________。 (2)X的化學(xué)式是________，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________________________。 (3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是____________________________________(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。

6、 (4)一定條件下，氣體甲與固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，寫(xiě)出一個(gè)可能的化學(xué)反應(yīng)方程式__________________________________，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該反應(yīng)的產(chǎn)物_______________________________________________。 題型集訓(xùn)9　金屬材料　金屬礦物 資源的開(kāi)發(fā)利用 一年模擬試題精練 1.(xx·北京西城區(qū)期末，6)下列關(guān)于金屬的說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．常溫下可用鐵制容器盛裝濃硝酸 B．在一般情況下，合金的硬度大于它的成分金屬 C．常用電解法冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬 D．將鋼閘門(mén)與電源正極相

7、連，可防止其在海水中被腐蝕 2．(xx·廣東東莞調(diào)研，1)金屬冶煉技術(shù)隨人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的不斷深入而發(fā)展。在冶煉中常作還原劑的金屬是(　　) A．C B．Fe C．Cu D．Al 3．(xx·上海長(zhǎng)寧區(qū)期末，3)高爐煉鐵過(guò)程中既被氧化又被還原的元素是(　　) A．鐵 B．氮 C．氧 D．碳 4．(xx·山東棗莊質(zhì)檢，4)①熱分解法、②熱還原法、③電解法是工業(yè)上制取金屬的三種常用方法。下列金屬與冶煉方法相對(duì)應(yīng)的是(　　) 選項(xiàng) 金屬 冶煉方法 A K、Na ③ B Ca、Cu ② C Fe、Mg ③ D

8、Al、Hg ① 5.(xx·云南大理期末，2)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是(　　) A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵 C．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過(guò)程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂 D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁 6．(xx·江西五校二次聯(lián)考，14)擬晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些優(yōu)良物理性能，將相同質(zhì)量的此擬晶分別與足量的鹽酸、燒堿和稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量關(guān)系為(　　) A．n(鹽酸)

9、酸) C．n(燒堿)

10、相等)，下列分析推理不正確的是(　　) 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 甲 乙 丙 合金質(zhì)量/mg 255 385 459 鹽酸體積/mL 30 30 30 生成氣體體積(標(biāo)況)/mL 280 336 336 A.甲組實(shí)驗(yàn)中鹽酸過(guò)量 B．乙組實(shí)驗(yàn)中鹽酸不足 C．合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為1∶1 D．鹽酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 mol·L－1 9．(xx·湖南長(zhǎng)沙質(zhì)檢，20)金屬鎂和鎂合金在航空、汽車(chē)制造和電子工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的用途，金屬鎂的冶煉有多種方法，其中之一為皮江法。該方法是以白云石(CaCO3·MgCO3)為原料，經(jīng)高溫煅燒生成氧化物(CaO·MgO)，氧化

11、物在還原爐中經(jīng)1 200℃真空條件下用硅鐵還原生成鎂蒸氣(鐵在反應(yīng)前后化合價(jià)不變)，鎂蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝為粗鎂，粗鎂再經(jīng)精煉、鑄錠得到成品金屬鎂。反應(yīng)工藝流程如圖所示： (1)在冶煉過(guò)程中反應(yīng)溫度對(duì)生成金屬鎂的影響如圖，從圖中分析，還原反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH________(填“<”、“>”或“＝”)0，理由是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)工業(yè)上，另一種冶煉

12、鎂的原理是MgCO3MgO＋CO2↑，MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，電解氯化鎂。工業(yè)上不直接電解氧化鎂的原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)另外也可以海水為原料來(lái)冶煉金屬鎂，已知298 K時(shí)，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.6×10－12，如果在海水結(jié)晶的母液中，加入一定量的燒堿達(dá)到沉淀溶解平衡，測(cè)得pH＝13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2＋)＝_______

13、_mol/L。 參考答案 題型集訓(xùn)9　金屬材料　金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)利用 【兩年高考真題演練】 1．A　[B項(xiàng)，電解熔融的MgCl2可制得鎂，電解MgCl2溶液：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)eCl3溶液蒸干過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)：FeCl3＋3H2OFe(OH)3↓＋3HCl↑，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，蔗糖是非還原性糖，不能和銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)生成銀，錯(cuò)誤。] 2．解析　(1)AlCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中Al3＋發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋；(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目

14、增多，可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解，同時(shí)也增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟Ⅱ中不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。③對(duì)已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式由上到下依次標(biāo)記為(i)和(ii)，根據(jù)蓋斯定律，(i)－(ii)可得所求熱化學(xué)方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ/mol；④步驟Ⅲ經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2與濃NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO3和H2O。隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液濃度變小，這時(shí)Cl2與稀NaOH溶液發(fā)生

15、反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、NaClO3。⑤Al的活動(dòng)性強(qiáng)于Fe，在步驟Ⅴ中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應(yīng)，以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。 答案　(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ (2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率 ②Fe或鐵 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9 kJ/mol ④NaCl、NaClO、NaClO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3純度 3．解析　(1)鋁熱

16、反應(yīng)實(shí)驗(yàn)需要高溫條件，實(shí)驗(yàn)時(shí)一般用鎂條插入KClO3中，鎂條燃燒放熱，KClO3受熱分解放出O2，使鎂條燃燒持續(xù)進(jìn)行。(2)由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故用KSCN溶液檢驗(yàn)無(wú)明顯現(xiàn)象不能證明固體混合物中無(wú)Fe2O3。 答案　(1)BD　(2)不能　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(或只寫(xiě)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋) 4．解析　(1)分析框圖，“逆推法”得，白色沉淀2為Fe(OH)2，溶液3為FeCl2，固體2為FeO；由無(wú)機(jī)礦物鹽X與鹽酸反應(yīng)以及X受熱分解均可得氣體甲，再結(jié)合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：甲為CO2

17、，故白色沉淀1為CaCO3，所以固體1是FeO和CaO的混合物，X應(yīng)是CaCO3和FeCO3組成的礦物鹽。 綜合分析，礦物鹽中元素應(yīng)為Ca、Fe、C、O四種。 n(CO2)＝mol＝0.1 mol，設(shè)CaCO3、FeCO3為x mol、y mol，列方程組 解得x＝y(tǒng)＝0.05 可以判定，該礦物鹽化學(xué)式為CaCO3·FeCO3或?qū)憺镃aFe(CO3)2。 (3)Fe(OH)2具有還原性，易被空氣中O2氧化為紅褐色Fe(OH)3。 (4)根據(jù)要求：固體1中的FeO具有還原性，它可與CO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe2O3和CO。(其他合理答案也對(duì)) 答案　(1)　·×C×· (

18、2)CaFe(CO3)2　CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑ (3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 (4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO 檢測(cè)Fe2O3：將固體用稀鹽酸溶解，加入KSCN溶液若顯紅色，表明產(chǎn)物中有Fe(Ⅲ) 檢測(cè)CO：將氣體通過(guò)灼熱CuO，黑色固體變?yōu)榧t色 【一年模擬試題精練】 1．D　[A項(xiàng)，常溫下，濃硝酸使鐵鈍化，故可用鐵制容器盛裝濃硝酸；B項(xiàng)，合金的硬度一般大于它的成分金屬，這是合金的特性之一；C項(xiàng)，工業(yè)上用電解法冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬；D項(xiàng)，鋼閘門(mén)與電源負(fù)極相連以防止其在海水中被腐蝕，這是外加電流的陰極保護(hù)法。] 2

19、．D　[利用鋁熱反應(yīng)，Al常作還原劑冶煉其他金屬。] 3．D　[高爐煉鐵過(guò)程中，碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳在高溫下再與碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。CO與鐵礦石反應(yīng)又生成CO2，碳元素既被氧化又被還原。] 4．A　[K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬應(yīng)使用電解法，Cu、Fe等金屬應(yīng)使用熱還原法，Hg、Ag等不活潑金屬應(yīng)使用熱分解法。] 5．B　[電解法制取金屬鈉時(shí)，需要電解熔融的NaCl，而不是其溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂的還原性很強(qiáng)，不能用熱還原法來(lái)制取，而應(yīng)用電解熔融氯化鎂的方法，C項(xiàng)錯(cuò)誤；熔融的氯化鋁不導(dǎo)電，故不能電解其熔融物制取金屬鋁，而應(yīng)電解熔融的氧化鋁，D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 6．D　

20、[可將1 mol Al65Cu23Fe12看作65 mol鋁、23 mol銅、12 mol鐵組成的混合物，只有鋁與燒堿反應(yīng)放出氫氣，氫氣的物質(zhì)的量是65 mol×3/2＝97.5 mol；與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁和鐵都反應(yīng)，放出氫氣的物質(zhì)的量是65 mol×3/2＋12 mol＝109.5 mol；與稀硝酸反應(yīng)時(shí)三種金屬都溶解放出NO氣體，放出NO的物質(zhì)的量是65 mol＋23 mol×2/3＋12 mol＝92.3 mol；所以產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量關(guān)系為n(稀硝酸)

21、、乙兩組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，乙組所用的合金比甲組多，產(chǎn)生的H2也多，說(shuō)明甲組中的鹽酸未反應(yīng)完，鹽酸是過(guò)量的。從甲組的實(shí)驗(yàn)可知，每毫克合金與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積為mL，若乙組的合金耗盡， 應(yīng)生成H2的體積為×385 mL＝423 mL，實(shí)際上只生成336 mL，說(shuō)明乙組中鹽酸不足。根據(jù)甲組的實(shí)驗(yàn)可求出合金中Mg、Al的物質(zhì)的量，設(shè)分別為x mol、y mol。有24x＋27y＝0.255，x＋1.5y＝，聯(lián)立兩式，解得x＝y(tǒng)＝0.005，x∶y＝1∶1。根據(jù)乙組的實(shí)驗(yàn)可求出鹽酸的物質(zhì)的量濃度：×2＝c(HCl)×0.03 L，c(HCl)＝1.0 mol·L－1。綜上所述，A、B、C項(xiàng)推理正確，D項(xiàng)推理不正確。] 9. 解析　(1)由圖像可知溫度越高，鎂的產(chǎn)率越大，所以此反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。 (2)電解法冶煉金屬，其原料必須滿足兩個(gè)條件，第一個(gè)條件必須是離子化合物；第二個(gè)條件是熔點(diǎn)較低。 (3)298 K下，c(OH－)＝0.1 mol/L，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，代入數(shù)據(jù)，解得c(Mg2＋)＝5.6×10－10 mol/L。 答案　(1)>　升高溫度，Mg的產(chǎn)率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) (2)氧化鎂熔點(diǎn)高于氯化鎂，電解氧化鎂消耗電能多，生產(chǎn)成本高 (3)5.6×10－10