化學(xué)新課堂一輪總復(fù)習(xí)（課時練+小專題練+單元檢測）：第七單元 金屬及其化合物 第4節(jié)　金屬材料與金屬礦物利用 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第4節(jié)金屬材料與金屬礦物利用一、選擇題1．（2018屆湖北棗陽白水高中調(diào)研）下列說法正確的是().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)較遲是因為前者在自然界中含量高，后者含量低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：浮選富集→冶煉→精煉2．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯誤的是()。A．MgCl2（熔融）eq\o（=，\s\up7（通電）)Mg＋Cl2↑B．Al2O3＋3H2eq\o（=,\s\up7(△)）2Al＋3H2OC．Fe3O4＋4COeq\o（=，\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2D．2HgOeq\o（=，\s\up7(△)）2Hg＋O2↑3．鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，已大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金的性質(zhì)的敘述中，正確的是（）。A．此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都高B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小4．由黃銅礦（CuFeS2)制取銅的簡單流程如下圖：下列說法正確的是().A．由CuFeS2生成Cu2S、SO2和鐵的氧化物反應(yīng)中硫元素被還原B．熔煉過程中的主要反應(yīng)為Cu2S＋O2eq\o(=，\s\up7（高溫））2Cu＋SO2C．銅的電解精煉過程中純銅作陽極D．上述冶煉過程產(chǎn)生大量SO2，通常用飽和NaHSO3溶液吸收5．（2018屆河北武邑中學(xué)測試)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等）提純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時操作過程如下圖，指出圖中操作錯誤的是（)。A．④⑤B．③④C．②⑤D．①②6．(2018屆寧夏銀川一中月考)把一塊鎂鋁合金投入到1mol·L－1鹽酸里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol·L－1NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積變化的關(guān)系如下圖所示。下列說法中不正確的是（）.A．生成Al(OH）3沉淀的最大質(zhì)量為0.78gB．加入70mLNaOH時溶液呈堿性C.eq\f(nMg，nAl)的最大值為1.5D．a(chǎn)的取值范圍為0≤a＜457．(2018屆遼寧鐵嶺協(xié)作體聯(lián)考）類推的思維方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和研究中有時會產(chǎn)生錯誤的結(jié)論，因此類比推出的結(jié)論最終要經(jīng)過實踐的檢驗才能決定其正確與否.下列類推結(jié)論中正確的是（）。A．Cu與Cl2直接化合生成CuCl2；Cu與S直接化合也能得到CuSB．Fe3O4可寫成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可寫成PbO·Pb2O3C．Mg失火不能用CO2滅火；Na失火也不能用CO2滅火D．工業(yè)上電解熔融MgCl2制取金屬鎂；也用電解熔融AlCl3的方法制取金屬鋁二、非選擇題8．（2018屆福建寧德質(zhì)檢)為探究某鐵碳合金與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)的部分產(chǎn)物并測定鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某化學(xué)活動小組設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置，并完成以下實驗探究。(1）往圓底燒瓶中加入mg鐵碳合金,并滴入過量濃硫酸，未點燃酒精燈前，A、B均無明顯現(xiàn)象，其原因是：①常溫下碳與濃硫酸不反應(yīng);②__________________________________.（2)點燃酒精燈，反應(yīng)一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因反應(yīng)溫度較高外，還可能的原因是________________________________。(3)裝置B的作用是__________________________.(4)甲同學(xué)觀察到裝置C中有白色沉淀生成，他得出了使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳.裝置A中能產(chǎn)生二氧化碳的化學(xué)方程式為__________________________________。(5）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯誤的，他認(rèn)為為了確認(rèn)二氧化碳的存在，需在裝置B-C之間添加裝置M。裝置E、F中盛放的試劑分別是__________、__________。重新實驗后觀察到裝置F中的現(xiàn)象是__________________________________________。（6）有些同學(xué)認(rèn)為合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用KMnO4溶液來測定（5Fe2＋＋MnOeq\o\al（－，4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O）。測定鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實驗步驟如下：Ⅰ。往燒瓶A中加入過量銅使溶液中的Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋，過濾，得到濾液B。Ⅱ。將濾液B稀釋為250mL。Ⅲ.取稀釋液25.00mL，用濃度為cmol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定實驗所需KMnO4溶液體積的平均值為VmL.①步驟Ⅱ中，將濾液B稀釋為250mL需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須要用到的是____________________。②判斷滴定終點的標(biāo)志是_____________________________________________________________________________________________________________________。③鐵碳合金中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。9．（2018屆江西新余四中段考)工業(yè)上回收利用某合金廢料(主要含F(xiàn)e、Al、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬)的工藝流程如下：(1)金屬M為________，操作1所用的玻璃儀器除燒杯外還有________________.（2）加入H2O2的作用是______________________________________（用離子方程式表示）,加入氨水的作用是_________________________________________________________。(3)在空氣中焙燒的化學(xué)方程式為____________________________________________。(4)已知Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的濃度與溫度關(guān)系見下表.操作2中,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾,其原因是________________________________。溫度/℃10306090濃度/(mol·L－1)0.210。170.140。10（5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽極生成兩種氣體，則陽極的電極反應(yīng)式為____________________________________。10．某化學(xué)興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體[FeSO4·7H2O］和膽礬晶體,以探索工業(yè)廢料的再利用。其實驗方案如下：回答下列問題：寫出合金與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________。（2)用濾渣F通過兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比,途徑④明顯具有的兩個優(yōu)點是__________________________,____________________________.(3)進行途徑②時，該小組用如下圖所示裝置及試劑，將制得的CO2氣體通入濾液A中.一段時間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少，其原因是______________________________________(用離子方程式表示）;為了避免沉淀D減少，應(yīng)該在裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加一個盛有__________的洗氣瓶。通過途徑④制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟:加硫酸、加熱通氧氣、過濾、________、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥。其中“加熱通氧氣”所起的作用為______________________________________（用離子方程式表示）。（5）白磷有劇毒,不慎沾到皮膚上,可取少量膽礬配制成CuSO4溶液沖洗解毒。白磷可與熱的CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu3P（Cu為＋1價），與冷CuSO4溶液反應(yīng)則析出Cu，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別（均未配平)為：①P4＋CuSO4＋H2Oeq\o（→，\s\up7（△））Cu3P＋H3PO4＋H2SO4②P4＋CuSO4＋H2O→Cu＋H3PO4＋H2SO4若上述兩反應(yīng)中被氧化的P4的物質(zhì)的量相等，則消耗的CuSO4的物質(zhì)的量之比為____________。11．（2018屆江蘇無錫三校聯(lián)合體月考）無水AlCl3易升華，可用作有機合成的催化劑等.工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3）為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下.氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。(2）用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2，此反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________.（3）升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al,其作用是__________________。(4)為測定制得的無水AlCl3產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl3）的純度，稱取16。25g無水AlCl3樣品,溶于過量的NaOH溶液中，過濾出沉淀物，沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得其質(zhì)量為0。32g。①寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________.②AlCl3產(chǎn)品的純度為________。（5)工業(yè)上另一種以鋁灰為原料制備無水AlCl3的工藝中，最后一步是由AlCl3·6H2O脫水制備無水AlCl3，實現(xiàn)這一步的方法是________________________________________.第4節(jié)金屬材料與金屬礦物利用1．D2．B解析：Mg屬于活潑金屬，工業(yè)上常采用電解熔融MgCl2的方法冶煉,故A正確;Al屬于活潑金屬，應(yīng)該采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉，故B錯誤；Fe屬于較活潑金屬，應(yīng)該采用熱還原法冶煉,故C正確；Hg屬于不活潑金屬，應(yīng)該采用熱分解法冶煉,故D正確。3．B4．B解析：由CuFeS2生成Cu2S、SO2和鐵的氧化物，反應(yīng)中硫元素的化合價由－2價變成＋4價，被氧化，A錯誤；銅的電解精煉過程中純銅作陰極,粗銅作陽極，C錯誤；SO2與飽和NaHSO3溶液不反應(yīng)，應(yīng)該選用Na2SO3溶液，D錯誤.5．A解析：鋁土礦灼燒除去結(jié)晶水，灼熱后的不揮發(fā)物質(zhì)中加入過量的鹽酸，Al2O3、Fe2O3溶解成鋁鹽、鐵鹽，過濾除去不溶的雜質(zhì)二氧化硅等，溶液中含有過量的鹽酸;向②的濾液中加入過量氫氧化鈉使鋁鹽變成偏鋁酸鹽,而鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾除去,濾液中含有過量的氫氧化鈉；向③的濾液中加入過量鹽酸,溶液中偏鋁酸根、氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氯化鋁、氯化鈉，溶液溶質(zhì)為氯化鋁、氯化鈉，不能生成氫氧化鋁沉淀，應(yīng)通入過量二氧化碳，可得氫氧化鋁沉淀，④錯誤;氫氧化鋁沉淀灼燒分解生成氧化鋁，干燥不能使氫氧化鋁分解，⑤錯誤。6．D解析：根據(jù)圖象可知，首先發(fā)生的反應(yīng)是中和過量的酸：H＋＋OH－=H2O；然后是沉淀兩種金屬離子：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH）2↓、Al3＋＋3OH－=Al（OH)3↓；最后是Al(OH）3的溶解：Al（OH）3＋OH－=AlOeq\o\al（－，2)＋2H2O。從橫坐標(biāo)60mL到70mL這段可以求出n[Al（OH）3］＝0。01mol,則n（Al)＝n[Al（OH)3]＝0.01mol，所以沉淀Al3＋消耗的NaOH溶液的體積為eq\f（0。01mol×3，1mol·L－1)＝0。03L＝30mL。依據(jù)上述分析可知，n［Al（OH)3]＝0。01mol，則m[Al（OH)3］＝0.01mol×78g·mol－1＝0.78g,故A正確；當(dāng)加入70mL氫氧化鈉時，溶液中溶質(zhì)為NaAlO2和NaCl，NaAlO2水解使溶液呈堿性，故B正確;若a＝0，n(Mg2＋)取得最大值，沉淀階段和Al3＋反應(yīng)的NaOH為30mL，所以此時和Mg2＋反應(yīng)的NaOH為30mL，n（Mg2＋）max＝0。015mol，所以eq\f(nMg,nAl)的最大值為1。5,故C正確；假設(shè)鹽酸溶解金屬后不剩,這種情況下，酸恰好與合金反應(yīng)完全，即a＝0，通過極值法，當(dāng)合金中金屬全部是鋁時剩余的酸最多，因為沉淀Al3＋需要NaOH溶液的體積為30mL，從圖可知，中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為60mL－30mL＝30mL，最大值是不存在的,所以a的取值范圍為0≤a＜30，故D錯誤。7．C解析:氧化性：Cl2〉S,Cu與Cl2直接化合生成CuCl2;而Cu與S直接化合得到Cu2S,A錯誤；Fe3O4中鐵元素的化合價為＋2、＋3價，可寫成FeO·Fe2O3；而Pb3O4中鉛元素的化合價為＋2、＋4價，應(yīng)寫成2PbO·PbO2，B錯誤；Mg可以在CO2中燃燒生成氧化鎂和碳,故Mg失火不能用CO2滅火;鈉失火也不能用CO2滅火是由于Na燃燒生成Na2O2，Na2O2與CO2反應(yīng)生成O2又起助燃作用，C正確；氯化鋁為共價化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法制取金屬鋁，D錯誤.8．（1）常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化(2)鐵、碳在硫酸溶液中形成原電池（3）檢驗SO2的存在（4）C＋2H2SO4（濃）eq\o(=，\s\up7（△）)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(5)酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案）品紅溶液品紅溶液不褪色或無明顯現(xiàn)象（6）①250mL容量瓶②滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色,且三十秒內(nèi)不褪色③eq\f（280cV，m）％解析：（5）SO2能使澄清石灰水變渾濁,因此需要除去SO2,利用SO2的還原性，通過溴水或高錳酸鉀溶液，然后驗證SO2是否完全被吸收,再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生CO2。（6）①還需要用250mL容量瓶；②滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且三十秒內(nèi)不褪色；③鐵元素的質(zhì)量為V×10－3×c×5×56×10g＝2.8Vcg，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f（2.8Vc,m）×100%。9．（1)Cu漏斗、玻璃棒(2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3＋、Al3＋轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Al(OH)3沉淀（3)4CoC2O4·2H2O＋3O2eq\o（=,\s\up7(高溫）)2Co2O3＋8H2O＋8CO2(4)減少Li2CO3的溶解損失(5)2COeq\o\al(2－，3)－4e－=O2↑＋2CO2↑解析：合金廢料中加入鹽酸，過濾得到的金屬M為不與鹽酸反應(yīng)的銅,浸出液中加入過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁，通過操作1過濾得到溶液A，加入草酸銨溶液沉淀鈷離子,過濾得到的溶液B主要是鋰離子的溶液,加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰，結(jié)晶析出的CoC2O4·2H2O在足量空氣中焙燒得到氧化鈷。（4)Li2CO3微溶于水,溶解度隨溫度的升高而降低，為減少Li2CO3的溶解損失，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾。(5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽極生成兩種氣體，應(yīng)為二氧化碳和氧氣,電極方程式為2COeq\o\al（2－，3)－4e－=O2↑＋2CO2↑。10．（1)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑（2)產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少途徑④不會產(chǎn)生污染大氣的氣體（3）Al(OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O飽和NaHCO3溶液(4）蒸發(fā)濃縮2Cu＋O2＋4H＋=2Cu2＋＋2H2O（5）1∶1解析：合金中只有鋁和NaOH溶液反應(yīng)，所得濾液A中含有NaAlO2和剩余的NaOH,向濾液A通入足量的CO2，生成沉淀Al（OH）3。濾渣為Fe和Cu,濾渣B中加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e溶解，濾液E為FeSO4溶液，濾渣F為Cu。(2)途徑④中通入氧氣,H2SO4只表現(xiàn)酸性，所以產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗H2SO4少，而且途徑④不會產(chǎn)生污染大氣的氣體。(3)大理石和濃鹽酸反應(yīng)生成的CO2中含有HCl，通入NaAlO2溶液中，反應(yīng)生成的Al(OH）3和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2O，離子方程式為Al(OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。除去CO2中的HCl,用飽和NaHCO3溶液。(4)要得到硫酸銅晶體，先蒸發(fā)濃縮,然后冷卻結(jié)晶。加熱通入氧氣可以在酸性條件下把Cu氧化為Cu2＋，離子方程式為2Cu＋O2＋4H＋=2Cu2＋＋2H2O。（5）兩化學(xué)方程式配平后得11P4＋60CuSO4＋60H2Oeq\o（=,\s\up7(△))20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4，P4＋10CuSO4＋16H2O=10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4,前一個反應(yīng)中，每6molP4被氧化,消耗60molCuSO4，后一個反應(yīng)中,每1molP4被氧化，消耗10molCuSO4，所以當(dāng)被氧化的P4的物質(zhì)的量相等時，消耗的CuSO4的物質(zhì)的量之比為1∶1。11．(1)Al2O3＋3Cl2＋3Ceq\o(=,\s\up7（高溫）)2AlCl3＋3CO（2）SOeq\o\al