课时规范练14 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物一、选择题:本题共12小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021广东卷,1)今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )选项ABCD文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶兽首玛瑙杯角形玉杯2.(2021江苏南通、淮安等六市联考)下列有关海水提镁的说法正确的是( )A.得到Mg(OH)2沉淀的化学反应方程式为2NaOH+MgCl2Mg(OH)2↓+2NaClB.加入盐酸,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正向移动C.在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁D.电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出3.(2021广东省实验中学等四校联考)下列有关物质的工业制法中,正确的是( )A.制钠:以海水为原料制得精盐,再电解熔融的NaClB.炼铜:电解精炼黄铜矿得到纯度较高的铜C.制硅:用一氧化碳还原二氧化硅得硅D.制铝:电解液态氯化铝得铝4.(2021山东第一次质量检测)下列实验操作、现象与相应结论不对应的是( )选项实验操作现象结论A向某溶液中滴加几滴KSCN溶液溶液变红溶液中不可能含Fe2+B将铝箔置于火焰上灼烧铝箔熔化但不滴落熔点:氧化铝>铝C将表面打磨过的铝条放在沸水中,无明显现象,再加入一小块NaOH固体有大量气泡产生在强碱性条件下,铝与水反应产生氢气D向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量先生成白色沉淀,后沉淀消失Al(OH)3具有酸性5.(2021辽宁师大附中期末)铜是一种紫红色金属,被称作“电器工业的主角”。铜主要是由黄铜矿炼制,焙烧时发生反应2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,其简单流程如图所示。下列说法正确的是( )\nA.焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫B.在焙烧时氧化剂只有氧气C.粗铜精炼时用粗铜作阴极D.Cu2S可以用于火法炼制铜6.(2021河北邢台高三期末)下列是部分矿物资源铝土矿(主要含有氧化铝、氧化铁)和黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的利用及产品生产流程。下列有关说法不正确的是( )A.除杂过程中铝元素的存在形式的变化可以如下:Al2O3→[Al(OH)4]-→Al(OH)3→Al2O3B.Al和Cu(精)均在电解槽的阴极获得C.粗铜炼制过程中发生反应2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,每转移1.2mol电子,生成0.2molSO2D.若电解法分别制铝和铜的过程中转移电子数相等,理论上获得的铝和铜的物质的量之比为3∶27.(2021山东聊城期末)侯德榜改进的制碱工艺打破了西方对我国的技术封锁,至今仍在使用。工业上从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图所示:下列说法不正确的是( )A.流程Ⅰ依次向粗盐水中加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液并过滤B.流程Ⅱ体现了侯德榜制碱法C.流程Ⅱ中吸氨与碳酸化的顺序互换,物质不变、不影响反应结果D.流程Ⅳ、Ⅴ的目的是富集镁元素8.(2021山东潍坊期末)工业上,常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te,含少量的Ag、Au)回收碲,其工艺流程如下(已知TeO2微溶于水,易与浓强碱、浓强酸反应):下列叙述错误的是( )A.合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用B.操作1、2、3均为过滤C.可由滤渣2提取金属Ag、Au\nD.上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率9.(2021山东日照一中调研)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如图所示。下列叙述错误的是( )A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al、FeC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO310.以非水溶性钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为原料提取Al2O3、K2CO3等物质的流程如下:下列说法错误的是( )A.“浸液”中金属阳离子主要有K+、Na+、Al3+B.“碱化”反应为:OH-+HCC+H2OC.“过滤”所需玻璃仪器:普通漏斗、烧杯、玻璃棒D.Na2CO3、CO2可在流程中循环利用11.(2021湖北武汉部分重点学校联考改编)某学生探究0.25mol·L-1Al2(SO4)3溶液与0.5mol·L-1Na2CO3溶液的反应,实验如下:实验1实验2下列分析不正确的是( )A.实验1中,白色沉淀a是Al(OH)3B.实验2中,白色沉淀b含有CC.实验1、2中,白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH无关D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,均可用盐酸酸化的BaCl2溶液12.(2021北京平谷区一模)某同学为探究Al和N的反应情况,做如下实验:实验\n现象溶液无色,试管上方呈浅红棕色产生大量气泡,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝产生气泡,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝下列说法正确的是( )A.实验Ⅰ的离子反应:Al+3N+6H+Al3++3NO2↑+3H2OB.实验Ⅱ、Ⅲ的产物结果说明N只有在碱性或中性时才被还原到最低价C.对比实验Ⅰ、Ⅱ,说明N在碱性条件下氧化性更强D.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明N在酸、碱及中性溶液中都能被还原二、非选择题:本题共1小题。13.(2021辽宁沈阳市郊联合体联考)用辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图所示:(1)下列措施是为了加快“浸取”速率,其中无法达到目的的是 (填字母)。 A.延长浸取时间B.将辉铜矿粉碎C.充分搅拌D.升高温度(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2,请写出“浸取”过程中生成S的离子方程式: 。 (3)研究发现,若先除铁再“浸取”,“浸取”速率明显变慢,可能的原因是 。 (4)“除铁”的方法是通过调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3,则加入的试剂A可以是 (填化学式);“赶氨”时,最适宜的操作方法是 。 (5)“沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为 。 (6)滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶得到的盐主要是 (填化学式)。 参考答案课时规范练14 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物1.A 解析本题考查化学与传统文化。铜鼎为铜合金,A项正确;陶灶为硅酸盐产品,B项错误;玛瑙和玉的主要成分是SiO2,C、D项错误。2.B 解析由海水提取镁时,加入石灰乳得到Mg(OH)2,不是加入NaOH,A错误;\n加入盐酸,H+和OH-结合生成H2O,促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动而溶解,B正确;在空气中灼烧MgCl2·6H2O,会促进Mg2+的水解,得不到无水氯化镁,C错误;电解熔融MgCl2时,阳极上Cl-放电生成Cl2,D错误。3.A 解析海水中含有大量的NaCl,粗盐经提纯后得到精盐,电解熔融NaCl可得到金属钠,A正确;黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜,粗铜经电解精炼得到纯度较高的铜,B错误;工业上用焦炭还原二氧化硅得到粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯才能得到纯硅,C错误;氯化铝为共价化合物,液态氯化铝不导电,无法电解,D错误。4.A 解析滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明该溶液含有Fe3+,但不能判断是否含Fe2+,A错误;铝箔置于火焰上灼烧表面生成Al2O3,铝箔熔化但不滴落,说明熔点:氧化铝>铝,B正确;把铝加入水中不发生反应,加入NaOH后有大量气泡产生,说明强碱性条件下铝与水反应产生氢气,C正确;向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,先生成白色沉淀Al(OH)3,后沉淀消失,Al(OH)3转化为Na[Al(OH)4],说明Al(OH)3具有酸性,D正确。5.D 解析由焙烧时的化学方程式可知,焙烧时只有部分硫元素转化为二氧化硫,A错误;焙烧时Cu元素由+2价降低到+1价,硫元素由-2价升高到+4价,氧气中氧元素由0价降低到-2价,则氧化剂为氧气和CuFeS2,B错误;粗铜精炼时用粗铜作阳极,C错误;火法炼铜的原理为Cu2S+O22Cu+SO2,Cu2S可用于火法炼制铜,D正确。6.D 解析制铝过程中存在关系Al~3e-,制铜过程中存在关系Cu~2e-,当转移电子数相等时,铝和铜的物质的量之比为2∶3。7.C 解析粗盐水中含有NaCl、CaCl2和MgCl2等,要依次加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液,沉淀后过滤,除去MgCl2和CaCl2,A正确;流程Ⅱ中精盐水吸收NH3后,再碳酸化可得到NaHCO3晶体,发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,B正确;NH3易溶于水,CO2微溶于水,故流程Ⅱ中吸氨和碳酸化顺序不能颠倒,C错误;母液中含有MgCl2,流程Ⅳ和Ⅴ的目的是富集镁元素,D正确。8.D 解析铜阳极泥主要成分为Cu2Te,含少量的Ag、Au,在稀硫酸中溶解,并通入氧气,得到TeO2、Au、Ag、硫酸铜溶液;然后过滤,滤液1含有硫酸铜等,滤渣1含有TeO2、Au、Ag,加入浓盐酸过滤,滤渣2含有Au、Ag,TeO2和加入的浓盐酸反应得到四氯化碲溶液,通入SO2气体,可将溶液中的Te4+还原为Te,同时得到硫酸。阳极泥中的Cu2Te可用于制备硫酸铜、Te等,则合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用,A正确;由以上分析可知,操作1、2、3用于分离固体和液体,均为过滤,B正确;可由滤渣2提取金属Ag、Au,C正确;浓硝酸可氧化Ag,使制备的碲中混有杂质,则不能用浓硝酸,D错误。9.D 解析易拉罐作为可再生资源,其回收再生利用对经济效益和社会效益的提高、环境的保护有着巨大的促进作用,A正确;易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe,因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe,B正确;“沉淀”反应是铁离子生成氢氧化铁的反应,C正确;铝离子与碳酸氢根离子相互促进水解生成氢氧化铝沉淀,NaHSO4在水溶液中电离出Na+、H+和S,不与铝离子反应,D错误。10.A 解析煅烧时,Al2O3和Na2CO3发生反应:Al2O3+Na2CO3+4H2O2Na[Al(OH)4]+CO2↑,故“浸液”中铝元素以[Al(OH)4]-\n形式存在,A错误;过量的CO2导致滤液中存在大量的碳酸氢钠、碳酸氢钾,加入氢氧化钠时,存在的离子反应为OH-+HCC+H2O,B正确;过滤所用的玻璃仪器包括漏斗、烧杯、玻璃棒,C正确;通过流程图可知,煅烧时消耗Na2CO3,过滤时析出碳酸钠晶体,实现了Na2CO3在流程中的循环利用,煅烧时生成CO2,调pH时通入二氧化碳,实现了CO2在流程中的循环利用,D正确。11.C 解析实验1向过量Al2(SO4)3溶液中滴加Na2CO3溶液,得到白色沉淀a,向白色沉淀a中加入稀硫酸,沉淀溶解,无气泡,说明不产生CO2,则白色沉淀a是Al(OH)3,A正确;实验2向过量Na2CO3溶液中滴加Al2(SO4)3溶液,得到白色沉淀b,向白色沉淀b中加入稀硫酸,沉淀溶解,产生少量气泡,说明产生了少量CO2,故白色沉淀b含有C,B正确;实验1中混合后Al2(SO4)3溶液过量,溶液呈酸性,实验2中混合后Na2CO3溶液过量,溶液呈碱性,据此推测白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关,C错误;实验1中Al2(SO4)3溶液过量,白色沉淀a表面吸附S,实验2中Na2CO3溶液过量,白色沉淀b表面吸附C,故检验两种沉淀是否洗涤干净,可用盐酸酸化的BaCl2溶液,观察是否产生沉淀,D正确。12.D 解析铝与稀硝酸反应生成Al(NO3)3、NO和H2O,NO与空气中O2反应生成红棕色NO2,Al与稀硝酸反应的离子方程式为Al+N+4H+Al3++NO↑+2H2O,A错误;实验Ⅱ为碱性条件,实验Ⅲ为中性条件,反应均产生NH3,说明N在碱性或中性时被还原到最低价,但不能判断酸性条件下是否能被还原到最低价,B错误;实验Ⅰ在酸性条件下N被还原为NO,实验Ⅱ在碱性条件下N被还原为NH3,N在酸性条件下氧化性更强,C错误;实验Ⅲ在中性条件下,N被还原为NH3,D正确。13.答案(1)A(2)2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2++2Mn2++4H2O(3)Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化(4)CuO[或Cu(OH)2] 加热(5)Mn2++HC+NH3MnCO3↓+N(6)(NH4)2SO4\n解析(1)“浸取”时,通过粉碎矿石或升高温度或进行搅拌都可以提高“浸取”速率,延长“浸取”时间并不能提高速率。(2)“浸取”时,在酸性条件下二氧化锰氧化硫化亚铜得到硫单质、硫酸铜和硫酸锰,其反应的离子方程式为2MnO2+Cu2S+8H+S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O。(3)“浸取”时氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,若先除铁再“浸取”,“浸取”速率明显变慢,则Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4)加入的试剂A调节溶液的pH,促进铁离子水解,但不能引入杂质,因最后要制备碱式碳酸铜,则可以加入CuO或Cu(OH)2,因氨气容易挥发,加热可以促进挥发,则可以用加热的方法“赶氨”。(5)沉锰过程中,加入碳酸氢铵溶液和氨气,生成碳酸锰沉淀,该反应的离子方程式为Mn2++HC+NH3MnCO3↓+N。(6)滤液Ⅱ中主要含硫酸铵,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到(NH4)2SO4晶体。
