4.1金属矿物的开发利用（2）1、下列有关生活和生产中的化学知识描述正确的是（）A．合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物B．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝C．发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石，有利于环境保护D．因为食盐能使细菌等蛋白质发生变性，所以用食盐腌制过的食品能较长时间不变质【答案】C2、工业上常用电解法冶炼的金属是（）A．CuB．FeC．AlD．Ag【答案】C3、下列说法正确的是A．SiO2可溶于强碱溶液，不溶于任何酸B．当光束通过淀粉溶液时，无法观察到丁达尔现象C．铝热反应可用于焊接钢轨和金属的冶炼D．漂白粉的有效成分是有强氧化性的氯化钙和次氯酸钙【答案】CA、SiO2可溶于氢氟酸，这是它的特性之一B、丁达尔效应是胶体的特性，而淀粉溶液是胶体，故可以观察到该现象C、考查了铝热反应的应用D、漂白粉的成分是氯化钙和次氯酸钙，而有效成分是有强氧化性的次氯酸钙，两种概念不能混淆4、下列说法错误的是( )。A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再用B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等【答案】C【解析】活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C错误。5、下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是( )。A．活动性强的金属B．活动性弱的金属C．人类较早使用的金属D．明代作货币的金属【答案】A【解析】金属活动性强的金属如Na、K、Mg、Ca等，一般用电解熔融盐的方法冶炼。6、下列物质的制备，符合工业生产实际的是（ ）A．电解饱和氯化钠溶液制备金属钠B．将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成碳酸氢钠沉淀，再生成纯碱C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用浓盐酸吸收制备盐酸D．将SO2和O2的混合气加压后，通过接触室制备SO3【答案】B【解析】11\n试题分析：钠是活泼的金属，应该电解熔融的氯化钠冶炼，A不正确；B是侯氏制碱法的原理，正确；C不正确，应该用水吸收，C不正确；D不正确，该反应需要一定的温度、催化剂，常压即可，答案选B。考点：考查常见工业制备的有关判断点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于基础性试题的考查，试题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是记住有关的物质的制备原理，然后结合题意灵活运用即可，难度不大。7、世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下:①把贝壳制成生石灰;②在海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体;⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是（ ）A.向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净B.上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换等四种反应类型C.在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是为了加快干燥速度D.步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法【答案】A【解析】试题分析：B项：无置换反应，故错；C项：目的应为防止镁离子水解，故错；D项：电解其盐溶液得不到Mg，故错。故选A。考点：镁的制备点评：本题考查的镁的制备的相关知识，题目难度不大，注意利用好题中所给出的信息是解题的关键。8、类推的思维方法在化学学习与研究中常会产生错误的结论。因此类推出的结论最终要经过实践的检验才能知道其正确与否。以下几种类推结论中正确的是（ ）A.金属镁失火不能用二氧化碳灭火器扑灭；金属钠失火也不能用二氧化碳灭火B.加热Ag2O可以得到单质银；加热CuO也可制取单质铜C.工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁；故也可用电解熔融AlCl3的方法制取金属铝D.Al和S直接化合可以得到Al2S3；Fe与S直接化合也可得到Fe2S3【答案】A【解析】A项，由于钠比镁活泼，镁能与CO2反应，则钠也能与CO2反应；B项，CuO受热难以分解，应用热还原法制取铜；C项，AlCl3是共价化合物，熔融时不发生电离，不能用电解熔融AlCl3的方法制取单质铝；D项，由于S的氧化能力比较弱，与Fe反应生成FeS，与Al反应生成Al2S3，故选A项。9、下列说法正确的是（ ）A.石油裂解、煤的气化、海水制镁等过程中都包含化学变化B.可电解熔融MgCl2来制取金属镁；也能电解熔融AlCl3来制取铝C.铝热剂、盐酸、水玻璃、双氧水、明矾均为混合物D.Na2O2、MgCl2、NaOH、NH4Cl均为含共价键的离子化合物【答案】A【解析】B、金属铝用电解熔融氧化铝的方法制取，故错误。C、双氧水和明矾是纯净物，故错误。D、氯化镁中不含共价键，故错误。10、赤铜矿的主要成分是氧化亚铜（Cu2O），辉铜矿的主要成分是硫化亚铜（Cu2S），将11\n赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：Cu2S+2Cu2O＝6Cu+SO2↑下列对于该反应的说法正确的是( )A．该反应中的氧化剂只有Cu2OB．Cu既是氧化产物又是还原产物C．Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1【答案】C11、在加热条件的条件下，用足量CO还原7g铁的氧化物组成的混合物，产生气体全部通入足量澄清石灰水中，得到了12.5g沉淀，此混合物不可能为（ ）A．FeO，Fe2O3B．FeO，Fe3O4C．Fe2O3，Fe3O4D．FeO，Fe2O3，Fe3O4【答案】B【解析】用平均值法，由关系式CO～CO2～CaCO3可知参加反应的CO为＝0.125mol，则CO从氧化物中夺取的氧原子也为0.125mol，相当于0.125mol×16g/mol＝2g，混合物中Fe与O原子个数比为∶0.125mol＝5∶7，而FeO、Fe2O3、Fe3O4中Fe与O原子个数比分别为1∶1(大于5∶7)、2∶3(小于5∶7)、3∶4(大于5∶7)。由平均组成判断即得结论。12、用铝热法还原下列选项中的氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是（ ）A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4【答案】D【解析】用铝热法还原金属氧化物时，Al做还原剂，金属氧化物做氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价愈高，变为单质时需获得的电子愈多，消耗铝愈多；金属化合价愈低，得电子数愈少，消耗铝愈少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为Mn(＋4)；W(＋6)；Cr(＋3)；Co(＋)。Co化合价最低，消耗铝最少。13、在下列选项中说法正确的是（ ）A．使元素的化合态转化成游离态的过程就是还原的过程B．高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气。工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C．电解熔融氧化铝时，每还原出1kg铝，必有111mol电子转移D．工业上常用电解NaCl水溶液的方法制取金属钠【答案】C【解析】元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质的过程则是借助氧化反应，如2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，所以选项A不正确。高炉炼铁中起还原剂作用的是CO，而并非焦炭，B错。Al－3e－===Al3＋，冶炼1kgAl共获得电子：n(e－)＝×3＝111.1mol，所以C正确。D中NaCl水溶液里的H＋得电子能力远比Na＋强，所以不可能得到Na，只能得到H2。11\n14、工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是（ ）A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3【答案】D【解析】根据转化图可知，反应②生成的是碳酸氢钠，所以Y应该是CO2，这说明溶液乙中含有偏铝酸钠，因此X应该是氢氧化钠，A不正确；氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，所以过滤出的沉淀是氧化铁，B不正确；电解氧化铝生成单质铝的反应是氧化还原反应，选项C不正确，因此正确的答案选D。15、实验室欲使1.6gFe2O3完全被还原，事先应准备的CO气体的标准状况下的体积为（ ）A．672mLB．336mLC．大于672mLD．小于336mL【答案】C【解析】由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2知1.6gFe2O3完全反应参加反应的CO的体积标况下应为672mL，但因为CO为易爆气体而且要使生成Fe在CO气流中冷却，必须通入更多的CO。16、高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是（填代号，下同）a.84消毒液（NaClO溶液）b.双氧水c.苯酚d.75%酒精（2）KMnO4保存在棕色试剂瓶，下列不需要保存在棕色试剂瓶的是a.氨水b.硝酸银c.氯水d.烧碱（3）上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得molKMnO4。11\n（5）该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的，所需要试剂最好选择a.石灰石b.稀盐酸c.稀硫酸d.纯碱（6）操作Ⅰ的名称是操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在（填性质）上的差异，采用（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。【答案】（1）ab（2）d（3）MnO2、KOH（4）2／3（5）cd（6）过滤、溶解度、浓缩结晶17、利用废铁丝、硫酸铜废液（含硫酸亚铁）和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下：试回答下列问题：（1）铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有。（2）为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入O2。通入O2的目的是（用化学反应方程式表示）。在实验室中，常将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图所示）。NaOH溶液（3）写出烧瓶中发生反应的离子方程式为（4）广口瓶的作用是（5）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：将3.2g铜丝放到45mL1.5mol·L－1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O10.5g。请回答：11\n①加热时温度不宜过高的原因是；②本实验CuSO4·5H2O的产率为。【答案】⑴Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑；⑵2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O或2Cu＋O2＝2CuO，CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O；⑶3Cu＋8H＋＋3NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；⑷安全瓶；⑸①防止双氧水分解(2分)；②84％。【解析】⑴根据物质间可能的反应，写出离子方程式，注意考虑问题要全面，不要漏写。⑵灼烧后的氧化铜混合物中含有铜，通入氧气可以使硫酸和铜反应。⑶铜与稀硝反应；⑷广口瓶的作用是防止倒吸，起安全瓶作用；⑸温度不宜过高的原因应从双氧水的不稳定性上考虑；0．05molCu理论上能生成0．05molCuSO4·5H2O，质量为12．5g，故产率为84%。18、（1）钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙，其形成过程如下图所示。随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：_______________________________。（2）某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是_______。①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部②配制一定浓度的碱溶液③选择合适的碱④调节碱溶液下滴的速度⑤观察石笋表面复原情况【答案】（1）CaCO3+CO2+H2O→Ca（HCO3）2（2）③②①④⑤【解析】根据题中所给出的信息分析，本题重点考察的是钟乳石和石笋的受损和修复。19、钛（Ti）是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石（FeTiO3）的方法来制取二氧化钛（TiO2），再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：①FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O；②TiOSO4+2H2O====H2TiO3↓+H2SO4；11\n③H2TiO3TiO2+H2O；④TiO2+2C+2Cl2TiCl4↑+2CO↑；⑤TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti（1）针对以上五个化学反应，下列叙述错误的是____。A.反应①是非氧化还原反应B.反应②生成了两种酸C.反应④中的TiO2是氧化剂D.反应⑤表现了金属镁比金属钛还原性强（2）钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是_____（填写代号）。①钛是像金、铂一样不活泼的金属②金属钛的表面易形成致密的氧化膜③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应【答案】（1）C （2）②【解析】（1）在反应①中没有元素发生化合价的变化，其中钛元素的化合价保持+4价；在反应②中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式；在反应④中钛元素的化合价保持+4价，Cl2是氧化剂，C是还原剂；在反应⑤中，Mg是还原剂，Ti是还原产物，所以还原性Mg>Ti。(2)“钛（Ti）是一种活泼的金属”“耐腐蚀性强”，活泼的金属应容易与氧气、酸等腐蚀剂发生化学反应，但因为钛表面易形成致密的氧化膜而耐腐蚀。20、黄铜矿（CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。（1）冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是_____（填元素符号）。（2）上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是_____填代号）。a.高空排放 b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。方法为：①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。根据以上信息回答下列问题：a.除去Al3+的离子方程式是_____。b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液NaOH溶液 碘水所选试剂为__________________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为__________________。【答案】(1)Cu、O (2)b、c (3)a.Al3++4OH-====+2H2O b.稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色11\n【解析】具有强还原性，因此，可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。21、关于铝的冶炼，有以下一些问题，请你通过努力，争取完成。（1）工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3，然后电解Al2O3/Na3AlF6得到铝。也可用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝，且比电解Al2O3/Na3AlF6制铝节省电能约30%，但现在仍用前一种方法制铝，其主要原因是_______________。A.AlCl3是共价化合物，其熔融体不导电B.电解AlCl3生成的Cl2会污染大气C.自然界不存在富含AlCl3的矿石D.生产无水AlCl3较困难，成本又较高（2）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）A.1∶2∶3 B.3∶2∶1C.6∶3∶1 D.6∶3∶2（3）讨论含有活泼金属元素的化合物一定是离子化合物吗？并设计简单实验证明你的结论。_______________________________________________________________________。【答案】（1）C、D （2）D（3）不一定。将AlCl3固体加热使之熔化，测其导电性，结果不导电，即证明AlCl3不是离子化合物，而是共价化合物。【解析】本题是对电解冶炼铝知识的挖掘，考查了学生运用知识分析问题和解决问题的能力，综合性较强，有一定的挑战性。（1）题中已说明：可以用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝，所以A选项理由不成立；Cl2虽然会污染大气，但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2，况且Cl2还是重要的化工原料，所以排除B。AlCl3能溶于水，自然界中不会存在AlCl3矿石，所以C正确。电解炼铝的电解槽中不能有水，而生产无水AlCl3较困难，成本高，所以D正确。（2）按照串联电路的特点可知，各个电极流过电子的物质的量都是相等的，再根据金属离子的价态计算出产生三种金属的物质的量之比为6∶3∶2，所以选D。（3）铝是活泼金属，但AlCl3是共价化合物，将AlCl3加热使之熔化，测其导电性，结果不导电，说明AlCl3不是离子化合物而是共价化合物。22、A～H九种无机物在一定条件下可实现如图所示的变化，已知A中含有铁元素，反应②的条件是露置在空气中。11\n(1)反应①的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；反应②的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)I和B均为固体，它们在高温下发生的反应④的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2)8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3【解析】该题的突破口是A中含有铁元素和反应②是在露置空气中，CEF转化关系中，C与NaOH作用生成E，E露置在空气中生成F，说明C中含有Fe2＋，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3。由此又可推得D中含有Fe3＋，B中含Fe元素，由A在O2中点燃生成B，故B为Fe3O4，A为Fe，最后由I＋B―→A；G，知：G为Al2O3，I为Al。综合以上分析即可得出答案。23、(1)氧化银是黑色固体，其含银量相当高，从废氧化银中冶炼银，可采用的方法是__________，反应方程式是______________________。(2)检验X－的性质时，常生成AgX沉淀，如果将AgX(AgCl、AgBr、AgI)等丢弃，则十分可惜。试设计实验方案，从AgX中回收白银。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)常有不法职业人员从实验室中带出AgNO3，到银匠店铺灼烧制取白银。发生反应的方程式为____________________；同时看到有红棕色气体生成，该气体对人体十分有害，其主要成分是__________________(写化学式)。【答案】(1)热分解法 2Ag2O4Ag＋O2↑(2)过滤，从废液中回收AgX；将AgX置于坩埚中加热(在通风橱中进行)，冷却，可得白银(3)2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ NO211\n【解析】本题考查的是单质银的冶炼，以及银离子常用在检验卤离子的性质。24、判断下列反应能否发生，能发生的写出化学反应方程式，不能发生的说明理由。(1)铝＋氧化镁________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)铝＋四氧化三铁________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)碳＋氧化铝________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)因为镁比铝活泼，所以铝不能夺取氧化镁中的镁(2)8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe(3)因为铝的还原性比碳强，所以碳不能夺取氧化铝里的铝【解析】①高温下，铝只能把金属活动性顺序中排在其后面的金属及过渡金属从它们的氧化物中置换出来。②配平铝热反应方程式的方法是先配平氧原子，再配平其他原子。③C、H2和CO只能还原还原性比Al弱的金属，不能还原Al和比Al还原性强的金属。(1)金属活动性顺序中，Al排在Mg的后面，即Al不如Mg活泼，故Al不能置换出Mg。(2)类似Al与Fe2O3的反应，先写出反应物和生成物，再配平。配平时，先用最小公倍数法配平氧原子，再用观察法配平其他原子：(3)Al的还原性比C、H2、CO都强，故高温下C与Al2O3不反应。25、铜在自然界多以＋1价矿石存在，因为在固态特别是高温下＋1价铜的化合物比＋2价稳定。从辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是：①将矿石高温通空气焙烧，生成两种氧化物。②将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气再进行高温燃烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气体的气体。写出这两个反应的化学方程式。。【答案】①2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2↑②2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑【解析】写第一个方程式时，要注意C比C稳定。这是很关键的。11\n11
