高中化学金属矿物的开发利用专题复习 高考复习题B4.docx

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高中化学金属矿物的开发利用专题复习高考复习题B4

高中化学金属矿物的开发利用专题复习高考复习题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

2．下列有关叙述正确的是

A．铝和铁在常温下遇硫酸或硝酸发生钝化现象

B．金属钠除保存在煤油中，也可以保存在汽油中

C．湿法冶炼就是指金属在溶液中的置换反应，如金属钠置换硫酸铜溶液中的铜

D．涂油层、电镀金属层、制合金等都是保护金属的措施

3．下列金属用途与性质不相对应的是（）

A．用铜作电线是由于其导电性良好

B．用钨作灯丝是因为其熔点高

C．铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化

D．用铝制作炊具是因为铝的熔点比铁高

4．下列说法正确的是（）

A．铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属

B．点燃的镁条插入盛CO2的集气瓶中，迅速熄灭

C．铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属氧化物

D．镁比铝活泼，更容易与NaOH溶液反应放出H2

5．在O2中灼烧0.44g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部变为SO2，把这些SO2全部转化为H2SO4，这些H2SO4可以用20mL0.5mol／L的NaOH溶液完全中和，则原化合物的化学式为

A．FeS

B．FeS

C．Fe2S3

D．Fe3S4

7．向含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤后向滤液中滴入KSCN溶液时，无明显现象，由此得出的正确结论是（）

A．白色沉淀是BaSO3B．白色沉淀是BaSO4

C．白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物D．FeCl3已全部被SO2还原成FeCl2

8．若100mL0.1mol·L-1硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应，得到1.17g沉淀，则需0.5mol·L-1NaOH溶液（）

A．130mLB．100mLC．90mLD．50mL

9．把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是（）

A．盐酸B．氨水C．烧碱溶液D．纯碱溶液

10．将氢气通入10g灼热的氧化铜中，过一段时间后得到8.4g固体，下列说法正确的是（）

　　（A）有8.4g铜生成

　　（B）有8g氧化铜参加反应

　　（C）有1.6g水生成

　　（D）有10g氧化铜被还原

11．用即热饭盒盛装食物，可以得到热烘烘的饭菜。

原因是即热饭盒的底部装入混有镁、铁粉末的高密度聚乙烯，进行简单的操作后水和镁就会发生剧烈的化学反应，放出热量便可使食物变热，其中铁可能是（）

A．一种反应物B．催化剂C．起导热作用D．增大镁与水分子的接触机会

12．将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg·mL-1，该溶液的溶质质量分数为（   ）

A．

%                     B．

%

C．a/2%                     D．3a/2%

二、实验题

13．以铝土矿主要成分是A12O3，含杂质SiO2、Fe2O3。

工业上从铝土矿中提取铝可采取如下工艺流程：

请回答下列问题：

（1）写出铝土矿溶解于过量盐酸的离子方程式___________________________________。

（2）写出溶液A中加过量烧碱的离子方程式___________________________________。

（3）溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为____________________________________。

三、填空题

14．铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。

工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：

请回答下列问题：

（1）沉淀B的成分是____________（填化学式，下同）；

（2）沉淀C的成分是__________；

（3）沉淀F转化为物质M的化学方程式为__________；

（4）由物质M制取铝的化学方程式为____________________；

（5）溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为____________________。

15．铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。

工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：

请回答下列问题：

⑴图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是__________（填操作名称）。

⑵沉淀B的成分是___________（填化学式，下同）；沉淀C的成分是___________；溶液D中大量存在的阴离子是___________。

⑶沉淀F转化为物质M的化学方程式为___________；由物质M制取铝的化学方程式为___________；溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为__________。

16．运用所学知识，回答下列问题。

I、向硫酸铜溶液中逐滴加入KI溶液至恰好反应完全，观察到产生白色沉淀CuI，蓝色溶液变为棕色。

该反应的离子方程式为__________；取一定量上述反应后的上层棕色清液于一支试管中，加入一定量的苯，振荡，此时观察到的现象是________。

II、工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，只含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）上述反应是否都是氧化还原反应_________（填“是”或“否”）；写出反应①的化学方程式_____。

（2）反应①后过滤的沉淀为_______，简述确定此物质中金属元素及其价态的操作过程_______。

17．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

（1）写出流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式：

___________________________。

（2）写出流程乙加入烧碱后生成SiO

的离子方程式：

___________________________。

（3）为了验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入___________（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成分是_____（填化学式），写出该溶液的一种用途：

_______。

18．工业上从铝土矿（主要成分是Al2O3还含有SiO2、Fe203等杂质）中提取铝可采用如图工艺流程（反应条件已经省略）:

请回答下列问题:

（1）图中I、Ⅱ、Ⅲ步骤中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是___________（填操作名称）。

（2）Al2O3是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，根据它们的性质，判断固体B的成分是__________（填化学式）。

（3）Fe2O3和盐酸反应的化学方程式为______________，沉淀C的化学式是__________。

（4）如果溶液D中通入“过量CO2”，改成通入“过量HCl”可以吗?

为什么?

____________________。

四、推断题

19．金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业、生产、生活中具有非常重要的作用。

下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3、MgO杂质；回答下列问题：

I、

（1）铝土矿加入盐酸过滤后所得滤渣A的主要成分为____________。

（2）在工艺流程中，加入足量氢氧化钠溶液发生的离子反应共有_________个，其中发生沉淀溶解的离子反应方程式为____________。

（3）邋入过量的二氧化碳时，生成沉淀的离子方程式为____________。

（4）电解氧化铝，每生成1molA1时，生成____g氧气。

Ⅱ、测铝土矿组分的质量分数。

（1）若铝土矿样品质量为m，对滤渣A洗涤、干燥后称重为m1；对滤渣B洗涤、干燥、灼烧后称重为m2，该方案能测得质量分数的成份且相应的质量分数是____________；

（2）洗涤滤渣A后的洗涤液是否需加入到第一次过滤后的滤液中_____（“是”或“否”）；检测滤渣A是否洗涤干净的方法是____________。

20．某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量。

已知铝土矿的主要成分是Al2O3，杂质是Fe2O3、SiO2等。

从铝土矿中提取Al2O3的过程如下：

（1）固体B的主要用途有（写出1条即可）_______。

（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式是_____；_____；第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是______。

（3）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该铝土矿中Al2O3的质量分数是______（保留一位小数）

（4）工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应，每消耗0.5mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是______。

五、综合题

21．（15分）现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。

　　请根据以上信息回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：

A___________、F___________、H___________。

（2）说出黄绿色气体乙的一种用途___________。

　　（3）反应⑤的离子方程式为____________。

　　（4）反应过程⑦可能观察到的实验现象___________。

　　（5）向纯碱溶液中通入气体乙，可制得某种生产生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有小苏打生成。

该反应的化学方程式为_________________________。

23．绿矾（FeSO4·7H2O）、硫酸亚铁铵（FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O）是重要的化学化工试剂。

工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。

图Ⅰ图Ⅱ

请回答下列问题：

（1）图Ⅰ用于制备绿矾。

其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________，集气瓶的作用是__________；烧杯中主要发生：

①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4②4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓，则烧杯中盛放的试剂是______，其作用是_______________。

（2）图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。

在0~60℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。

具体操作：

①打开活塞____________，关闭活塞_________，从分液漏斗滴入6mol·L-1H2SO4到250mL锥形瓶，充分反应。

②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________。

③放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。

（3）在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化。

设计两个实验：

实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤同，制得硫酸亚铁铵，并对产品质量进行检测。

检测结果如下：

序号

反应物用量

产品质量

1

n（H2SO4）:

n（Fe）>1:

1

介于Ⅰ级～Ⅱ级之间

2

n（H2SO4）:

n（Fe）<1:

1

优于Ⅰ级

已知产品质量标准：

Fe3+的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3+的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制___________过量为最佳。

24．取一定量的镁、铝混合粉末，加入1mol·L-1的硫酸300mL，使之完全溶解（酸过量）；再加入过量的未知浓度的KOH溶液200mL，得到5.8g沉淀；过滤后向滤液中加入2mol·L-1盐酸100mL，恰好沉淀完全；将沉淀滤出，洗涤、干燥，称量为7.8g。

求：

（1）原来混合物中镁和铝的质量分数；

（2）所用KOH的物质的量浓度。

六、计算题

25．工业上用铝土矿（主要成分为氧化铝，含少量氧化铁）制取铝的过程如图所示：

请回答：

（1）试剂1为____________（填化学式），①～④转化过程中____________消耗能量最多；

（2）沉淀B的化学式为__________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作_____________；

（3）电解F，当转移6mol电子时，可制得铝_____________g；

（4）生产过程中，除物质E可以循环使用外，还可以循环使用的物质有__________（填化学式）；

（5）②中发生反应的离子方程式为__________________。

参考答案

1．D

【解析】由于合金的熔点低于任一组分的熔点，所以可得答案。

2．D

【解析】

试题分析：

铝和铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化现象，A错。

汽油中的烃的C原子数比煤油中的少，所以汽油的熔沸点比煤油低，即挥发性比煤油强，易挥发，所以不用于保存Na，错。

钠是活泼的金属，极易和水反应，所以钠一旦投入到水中，立即和水反应生成氢氧化钠和氢气，然后生成的氢氧化钠再和盐反应，C错。

涂油层、电镀金属层、制合金等都是保护金属的措施，D对。

3．Ｄ

【解析】铜是硬度较小的紫红色金属，有良好的延展性、导电性和导热性，可用铜做电线。

钨是熔点最高的金属，做灯丝。

铬是较硬的金属，铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化。

只有Ｄ不正确。

4．C

【解析】由于Al表面形成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性能，Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，Mg比Al金属性强，更容易与H+反应放出H2，但Mg不与NaOH溶液反应，只有C项正确。

5．B

【解析】根据转化过程中，硫原子守恒：

S～H2SO4～2NaOH可

6．C

【解析】由于铜离子和铁离子的氧化性较亚铁离子强，所以可以向体系中加入铁粉，然后过滤。

7．BD

【解析】滤液中滴入KSCN溶液，无明显现象，说明Fe3+与通入的SO2发生了氧化还原反应：

2Fe3++SO2+2H2O====2Fe2++

+4H+，此反应中Fe3+被还原为Fe2+。

通入SO2后生成白色沉淀，说明上述反应生成的

与Ba2+结合生成BaSO4，离子方程式为

+Ba2+====BaSO4↓，因为盐酸酸性强于H2SO3，HCl能溶解BaSO3，故不会生成BaSO3沉淀。

8．AC

【解析】

设所需NaOH溶液的体积为V。

若Al3+过量：

Al3++3OH-

Al（OH）3↓

3mol78g

×0.5mol·L-1     1.17g

解得V=90mL。

若OH-过量：

Al3++3OH- 

Al（OH）3↓

1mol3mol78g

0.02mol0.06mol1.56g

Al（OH）3+OH- 

+2H2O

78g1mol

（1.56-1.17）g0.005mol

则：

V=130mL。

9．C

【解析】把镁粉中混有的少量铝粉除去，考虑的方法是加入一种试剂只溶解铝粉而不溶解镁粉，所以选择烧碱溶液。

10．B

【解析】根据题意，10g氧化铜不一定全部参加反应，所以得到的8.4g固体也不一定都是铜的质量。

我们可以利用“固体-固体”差量法解决此题。

反应前后固体的质量差（10-8.4=1.6g）=参加反应的氧化铜的质量-生成的铜的质量=CuO-Cu，即理论上每80份质量的CuO参加反应转化为64份质量的Cu，固体质量减少16份，据此可列比例求解。

　　H2＋CuO-Cu＋H2O△m（固体质量减少）

　　80641880-64=16

　　xyz10-8.4=1.6g

　　可以求出

x=8g，y=6.4g，z=1.8g，则有8g铜参加反应，6.4g铜生成，1.8g水生成。

11．B

【解析】通常情况下镁与水的反应程度很小，与冷水几乎不反应，只与热水才能发生反应，但当有铁粉存在时，可以与水发生剧烈的化学反应，这说明铁粉的存在加快了镁与水的反应速率，所以铁可能是催化剂，选择B。

12．C

【解析】由2Na+2H2O

2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O

2NaAlO2+3H2↑可知：

      2Na — 2NOH—H2↑

     amol    amol  a/2 mol

  2Al — 2NaOH—2NaAlO2—3H2↑

  amol   amol    amol    3a/2 mol

13．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2A13++3H2OFe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2OAlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】Al2O3、SiO2、Fe2O3中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，Fe2O3不与NaOH溶液反应；除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl3、FeCl3，沉淀B为SiO2，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）3，溶液D为NaAlO2，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO3，沉淀F为Al（OH）3，加热分解得到M为Al2O3，经电解可得到Al。

（1）铝土矿溶解于过量盐酸时，Al2O3、Fe2O3均与盐酸反应；反应的离子方程式为Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

（2）溶液A为AlCl3、FeCl3，与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；

（3）D含有NaAlO2，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：

AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-。

14．SiO2Fe（OH）3、Mg（OH）22Al（OH）3

Al2O3+3H2O2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，MgO、Fe2O3不与NaOH溶液反应；除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3、MgO均与盐酸反应；加入过量盐酸，溶液A为AlCl3、MgCl2、FeCl3，沉淀B为SiO2，加入过量烧碱，沉淀C为Fe（OH）3和Mg（OH）2，溶液D为NaAlO2，通入过量二氧化碳，溶液E为NaHCO3，沉淀F为Al（OH）3，加热分解得到M为Al2O3，经电解可得到Al。

（1）由以上分析可知沉淀B的成分是SiO2，故答案为：

SiO2；

（2）沉淀C为Fe（OH）3和Mg（OH）2，故答案为：

Fe（OH）3和Mg（OH）2；

（3）沉淀F为Al（OH）3，加热分解得到M为Al2O3，方程式为2Al（OH）3

Al2O3+3H2O，故答案为：

2Al（OH）3

Al2O3+3H2O；

（4）Al2O3经电解可得到Al，方程式为2Al2O3 （熔融）

4Al+3O2↑，故答案为：

2Al2O3 （熔融）

4Al+3O2↑；

（5）溶液NaAlO2中通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀，反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：

CO2+AlO2-+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-。

点睛：

本题以推断题的形式，考查金属及其化合物的相关性质。

对此类题型的考查通常用结合铝及其化合物。

解题的关键在于熟练掌握“铝三角”的相关反应。

本题的易错点是方程式的书写和配平。

15．过滤SiO2Fe（OH）3、Mg（OH）2AlO2-、Cl-、OH-2Al（OH）3

Al2O3+3H2O2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】本题考查化学工艺流程，

（1）分离溶液和沉淀的实验方法是过滤；

（2）铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，其中Fe2O3、MgO属于碱性氧化物，Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，不与盐酸反应的是SiO2，即沉淀B为SiO2，溶液A中含有离子是H＋、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Cl－，加入过量的烧碱，发生H＋＋OH－=H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓、Fe3＋＋3OH－=Fe（OH）3↓、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O，沉淀C的成分是Mg（OH）2和Fe（OH）3，溶液D中含有大量的阴离子是Cl－、OH－、AlO2－；（3）溶液D中通入过量的CO2，发生OH－＋CO2=HCO3－、AlO2－＋CO2＋2H2O=Al（OH）3↓＋HCO3－，沉淀F为Al（OH）3，受热分解，发生2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O。

点睛：

解题过程中不仅注意元素及其化合物的性质，但还要注意题中所给量，如盐酸、氢氧化钠、二氧化碳是过量，这些是学生往往忽略的。

16．4I－+2Cu2+=2CuI↓+I2溶液分层，上层溶液为紫红色否Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OFe2O3取少量沉淀于一支洁净试管，加入适量稀硫酸（或盐酸）使其完全溶解，再滴加少量硫氰化钾（或硫氰化铵），若溶液呈（血）红色，说明它为Fe2O3

【解析】I、本题考查氧化还原反应定义，以及氧化还原反应方程式的书写，CuSO4中Cu的价态是＋2价，CuI中Cu显＋1价，Cu的化合价降低，必然有化合价的升高，因此I－被氧化成I2，反应式为Cu2＋＋I－→CuI↓＋I2，根据化合价的升降进行配平，4I－+2Cu2+=2CuI↓+I2，碘单质易溶于有机溶剂，由于苯的密度小于水的密度，且不与水互溶，出现分层，上层为紫红色；II、考查从铝土矿中制取金属铝，从铝及其化合物的知识入手，

（1）氧化铝是两性氧化物，氧化铁是碱性氧化物，根据反应①的操作：

过滤，试剂X为碱，根据反应②得到NaHCO3，试剂X为NaOH，发生反应的离子方程式为：

Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，反应②得到氢氧化铝和碳酸氢钠，利用碳酸的酸性强于氢氧化铝，因此通入过量CO2，发生反应是AlO2－＋CO2＋2H2O=Al（OH）3↓＋HCO3－，反应③是氢氧化铝受热分解，2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O，反应④电解氧化铝，2Al2O3

4Al＋3O2↑，因此属于氧化还原反应的只有④，因此填否，反应①的反应方程式为：

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

（2）根据上述分析，反应①过滤后沉淀是Fe2O3，验证Fe3＋需要用KSCN溶液，溶液呈血红色溶液，说明含有Fe3＋，具体操作是：

少量沉淀于一支洁净试管，加入适量稀硫酸（或盐酸）使其完全溶解，再滴加少量硫氰化钾（或硫氰化铵），若溶液呈（血）红色，说明它为Fe2O3。

点睛：

本题考查化学工艺流程，涉及氧化还原反应方程式的书写，氧化还原反应的方程式的书写是流程图中经常书写的知识，书写时，首先找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，氧化还原反应中有化合价的降低，就有化合价的升高