2019-2020年高考化學總復習 專題九 金屬材料 金屬礦物資源的開發(fā)利用專題演練.doc

2019-2020年高考化學總復習 專題九 金屬材料 金屬礦物資源的開發(fā)利用專題演練1.(xx江蘇化學，8)在給定條件下，下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是()A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2(aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag2(xx福建理綜，24)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應的離子方程式為_。(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下：已知：物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點/57.6180(升華)300(升華)1 023步驟中若不通入氯氣和氧氣，則反應生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是_。已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式為_。步驟的尾氣經(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，其化學式分別為_。結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟中加入鋁粉的目的是_。3(xx山東理綜，30(3)(1)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗，需要的試劑還有(雙選)()AKCl B. KClO3 CMnO2 DMg(2)取上述少量鋁熱反應所得到的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，_(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是_(用離子方程式說明)。4(xx浙江理綜，26)某研究小組為了探究一種無機礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計并完成了如下實驗：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。請回答如下問題：(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖_，寫出氣體甲的電子式_。 (2)X的化學式是_，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學反應方程式為_。(3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是_(用化學反應方程式表示)。 (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，寫出一個可能的化學反應方程式_，并設(shè)計實驗方案驗證該反應的產(chǎn)物_。題型集訓9金屬材料金屬礦物 資源的開發(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將鋼閘門與電源正極相連，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)隨人類對自然界認識的不斷深入而發(fā)展。在冶煉中常作還原劑的金屬是()AC BFe CCu DAl3(xx上海長寧區(qū)期末，3)高爐煉鐵過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)熱分解法、熱還原法、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應的是()選項金屬冶煉方法AK、NaBCa、CuCFe、MgDAl、Hg5.(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，產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量關(guān)系為()An(鹽酸)<n(稀硝酸)<n(燒堿)Bn(燒堿)<n(鹽酸)<n(稀硝酸) Cn(燒堿)<n(稀硝酸)<n(鹽酸)Dn(稀硝酸)<n(燒堿)<n(鹽酸) 7(xx廣西南寧期末，11)鎂可用于生產(chǎn)金屬鈦，主要步驟有：在高溫下，向金紅石(主要成分為TiO2)與焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一種可燃性氣體M；在N氣體氛圍和加熱條件下，用鎂與TiCl4反應可得到鈦。下列分析正確的是()AM可能是四氯化碳BN可能是氮氣C反應屬于置換反應D反應中消耗1 mol碳，即生成22.4 L M氣體8(xx河北衡水調(diào)研，15)某同學用同一種MgAl合金進行甲、乙、丙三組實驗，測得如下數(shù)據(jù)(鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)，下列分析推理不正確的是()實驗序號甲乙丙合金質(zhì)量/mg255385459鹽酸體積/mL303030生成氣體體積(標況)/mL280336336A.甲組實驗中鹽酸過量B乙組實驗中鹽酸不足C合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為11D鹽酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 molL19(xx湖南長沙質(zhì)檢，20)金屬鎂和鎂合金在航空、汽車制造和電子工業(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(CaCO3MgCO3)為原料，經(jīng)高溫煅燒生成氧化物(CaOMgO)，氧化物在還原爐中經(jīng)1 200真空條件下用硅鐵還原生成鎂蒸氣(鐵在反應前后化合價不變)，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。反應工藝流程如圖所示：(1)在冶煉過程中反應溫度對生成金屬鎂的影響如圖，從圖中分析，還原反應的反應熱H_(填“<”、“>”或“”)0，理由是_。(2)工業(yè)上，另一種冶煉鎂的原理是MgCO3MgOCO2，MgOCCl2MgCl2CO，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冶煉金屬鎂，已知298 K時，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp5.61012，如果在海水結(jié)晶的母液中，加入一定量的燒堿達到沉淀溶解平衡，測得pH13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2)_mol/L。參考答案題型集訓9金屬材料金屬礦物資源的開發(fā)利用【兩年高考真題演練】1AB項，電解熔融的MgCl2可制得鎂，電解MgCl2溶液：MgCl22H2OMg(OH)2H2Cl2，錯誤；C項，F(xiàn)eCl3溶液蒸干過程中發(fā)生反應：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，錯誤；D項，蔗糖是非還原性糖，不能和銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應生成銀，錯誤。2解析(1)AlCl3屬于強酸弱堿鹽，在溶液中Al3發(fā)生水解反應生成Al(OH)3膠體：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H；(2)步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解，同時也增大了反應物的接觸面積，從而加快反應速率。根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟中不通入氯氣和氧氣，則反應生成相對原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。對已知兩個熱化學方程式由上到下依次標記為(i)和(ii)，根據(jù)蓋斯定律，(i)(ii)可得所求熱化學方程式：Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJ/mol；步驟經(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)生反應生成NaCl、NaClO3和H2O。隨著反應進行，溶液濃度變小，這時Cl2與稀NaOH溶液發(fā)生反應生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、NaClO3。Al的活動性強于Fe，在步驟中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應，以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。答案(1)Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H(2)防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應物的接觸面積，加快反應速率Fe或鐵Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJ/molNaCl、NaClO、NaClO3除去FeCl3，提高AlCl3純度3解析(1)鋁熱反應實驗需要高溫條件，實驗時一般用鎂條插入KClO3中，鎂條燃燒放熱，KClO3受熱分解放出O2，使鎂條燃燒持續(xù)進行。(2)由于2Fe3Fe=3Fe2，故用KSCN溶液檢驗無明顯現(xiàn)象不能證明固體混合物中無Fe2O3。答案(1)BD(2)不能Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2(或只寫Fe2Fe3=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；由無機礦物鹽X與鹽酸反應以及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，故白色沉淀1為CaCO3，所以固體1是FeO和CaO的混合物，X應是CaCO3和FeCO3組成的礦物鹽。綜合分析，礦物鹽中元素應為Ca、Fe、C、O四種。n(CO2)mol0.1 mol，設(shè)CaCO3、FeCO3為x mol、y mol，列方程組解得xy0.05可以判定，該礦物鹽化學式為CaCO3FeCO3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，生成Fe2O3和CO。(其他合理答案也對)答案(1)C(2)CaFe(CO3)2CaFe(CO3)2CaOFeO2CO2(3)4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3(4)2FeOCO2Fe2O3CO檢測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()檢測CO：將氣體通過灼熱CuO，黑色固體變?yōu)榧t色【一年模擬試題精練】1DA項，常溫下，濃硝酸使鐵鈍化，故可用鐵制容器盛裝濃硝酸；B項，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，工業(yè)上用電解法冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬；D項，鋼閘門與電源負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法。2D利用鋁熱反應，Al常作還原劑冶煉其他金屬。3D高爐煉鐵過程中，碳與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳在高溫下再與碳反應生成還原劑一氧化碳。CO與鐵礦石反應又生成CO2，碳元素既被氧化又被還原。4AK、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬應使用電解法，Cu、Fe等金屬應使用熱還原法，Hg、Ag等不活潑金屬應使用熱分解法。5B電解法制取金屬鈉時，需要電解熔融的NaCl，而不是其溶液，A項錯誤；鎂的還原性很強，不能用熱還原法來制取，而應用電解熔融氯化鎂的方法，C項錯誤；熔融的氯化鋁不導電，故不能電解其熔融物制取金屬鋁，而應電解熔融的氧化鋁，D項錯誤。6D可將1 mol Al65Cu23Fe12看作65 mol鋁、23 mol銅、12 mol鐵組成的混合物，只有鋁與燒堿反應放出氫氣，氫氣的物質(zhì)的量是65 mol3/297.5 mol；與鹽酸反應時，鋁和鐵都反應，放出氫氣的物質(zhì)的量是65 mol3/212 mol109.5 mol；與稀硝酸反應時三種金屬都溶解放出NO氣體，放出NO的物質(zhì)的量是65 mol23 mol2/312 mol92.3 mol；所以產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量關(guān)系為n(稀硝酸)<n(燒堿)<n(鹽酸)。7C反應是在惰性氣體作保護氣的條件下，用鎂置換出鈦，鎂與氮氣會反應生成氮化鎂。8D對比甲、乙兩組的實驗數(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，說明甲組中的鹽酸未反應完，鹽酸是過量的。從甲組的實驗可知，每毫克合金與鹽酸反應產(chǎn)生H2的體積為mL，若乙組的合金耗盡， 應生成H2的體積為385 mL423 mL，實際上只生成336 mL，說明乙組中鹽酸不足。根據(jù)甲組的實驗可求出合金中Mg、Al的物質(zhì)的量，設(shè)分別為x mol、y mol。有24x27y0.255，x1.5y，聯(lián)立兩式，解得xy0.005，xy11。根據(jù)乙組的實驗可求出鹽酸的物質(zhì)的量濃度：2c(HCl)0.03 L，c(HCl)1.0 molL1。綜上所述，A、B、C項推理正確，D項推理不正確。9. 解析(1)由圖像可知溫度越高，鎂的產(chǎn)率越大，所以此反應應為吸熱反應，H>0。(2)電解法冶煉金屬，其原料必須滿足兩個條件，第一個條件必須是離子化合物；第二個條件是熔點較低。(3)298 K下，c(OH)0.1 mol/L，Kspc(Mg2)c2(OH)，代入數(shù)據(jù)，解得c(Mg2)5.61010 mol/L。答案(1)>升高溫度，Mg的產(chǎn)率增大，平衡向正反應方向移動，說明正反應為吸熱反應(2)氧化鎂熔點高于氯化鎂，電解氧化鎂消耗電能多，生產(chǎn)成本高(3)5.61010