考点9 金属材料 金属矿物资源的开发利用1．(2022·江苏化学，8)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )A．粗硅SiCl4SiB．Mg(OH)2MgCl2(aq)MgC．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3D．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag2．(2022·福建理综，24)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为_________________________________________。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180(升华)300(升华)1023①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是________________________________________________________________________(只要求写出一种)。\n②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是_________________________________________。③已知：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1344.1kJ·mol－12AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1169.2kJ·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________________________________________________________。④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________________________________________________________________________。⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是________________________________________________________________________。1．(2022·山东理综，28(1))由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是(双选)( )A．Fe2O3B．NaClC．Cu2SD．Al2O32．(2022·山东理综，30(3))(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有(双选)( )A．KClB.KClO3C．MnO2D．Mg(2)取上述少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，_______________________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是________________________(用离子方程式说明)。3．(2022·浙江理综，26)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验：另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1。请回答如下问题：(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________，写出气体甲的电子式________。(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是____________________________________(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式__________________________________，并设计实验方案验证该反应的产物________________________________________________。\n4．(2022·上海化学，26)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al＋4BaO3Ba↑＋BaO·Al2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性________(选填“强”“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是________________________________________________________________________。A．高温时Al的活泼性大于BaB．高温有利于BaO分解C．高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定D．Ba的沸点比Al的低5．(2022·课标全国Ⅰ，27)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题：(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为__________。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式___________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是______________________。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式____________________________________________________________________________________________________________。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________________(填化学式)。6．(2022·课标全国Ⅱ，27)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：工业ZnO浸出液\n②))滤液滤液滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1)反应②中除掉的杂质离子是__________，发生反应的离子方程式为_________________________________________________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反应③的反应类型为____________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有______________。(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________。(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2，取干燥后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g，则x等于__________。7．(2022·重庆理综，8)合金是建筑航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。①铝元素在周期表中的位置是_____________________________，工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为______________。②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为____________________________________________。焊接过程中使用的保护气为__________________(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________________________________________________________________________。②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为______________。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。①80.0gCu—Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得到白色沉淀39.0g，则合金中Cu的质量分数为________________________。②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有____________________。\n1．(2022·北京西城区期末，6)下列关于金属的说法中，不正确的是( )A．常温下可用铁制容器盛装浓硝酸B．在一般情况下，合金的硬度大于它的成分金属C．常用电解法冶炼钠、镁、铝等活泼金属D．将钢闸门与电源正极相连，可防止其在海水中被腐蚀2．(2022·江苏徐州调研，1)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )A．合金的性质与其组分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼3．(2022·广东东莞调研，1)金属冶炼技术随人类对自然界认识的不断深入而发展。在冶炼中常作还原剂的金属是( )A．CB．FeC．CuD．Al4．(2022·上海长宁区期末，3)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )A．铁B．氮C．氧D．碳5．(2022·山东枣庄质检，4)①热分解法、②热还原法、③电解法是工业上制取金属的三种常用方法。下列金属与冶炼方法相对应的是( )选项金属冶炼方法AK、Na③BCa、Cu②CFe、Mg③DAl、Hg①6.(2022·河北石家庄调研，3)从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：贝壳石灰乳 ,②Ｆ海水母液Mg(OH)2MgCl2·6H2OMgCl2Mg下列说法不正确的是( )A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应7．(2022·云南大理期末，2)下列有关金属的工业制法中，正确的是( )A．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液B．制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁D．制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝8．(2022·江西五校二次联考，14)拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，\n将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生气体物质的量关系为( )A．n(盐酸)<n(稀硝酸)<n(烧碱)B．n(烧碱)<n(盐酸)<n(稀硝酸)C．n(烧碱)<n(稀硝酸)<n(盐酸)D．n(稀硝酸)<n(烧碱)<n(盐酸)9．(2022·广西南宁期末，11)镁可用于生产金属钛，主要步骤有：①在高温下，向金红石(主要成分为TiO2)与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃性气体M；②在N气体氛围和加热条件下，用镁与TiCl4反应可得到钛。下列分析正确的是( )A．M可能是四氯化碳B．N可能是氮气C．反应②属于置换反应D．反应①中消耗1mol碳，即生成22.4LM气体10．(2022·杭州期末，14)现有氧化银、氧化镁、氧化铝的混合物，按如图所示的方法制取金属单质：下列叙述不正确的是( )A．X试剂可能是葡萄糖B．Z试剂为CO2C．由固体2经一步反应可制取金属2D．工业上用固体3经一步反应制取金属311．(2022·河北衡水调研，15)某同学用同一种MgAl合金进行甲、乙、丙三组实验，测得如下数据(盐酸的物质的量浓度相等)，下列分析推理不正确的是( )实验序号甲乙丙合金质量/mg255385459盐酸体积/mL303030生成气体体积(标况)/mL280336336A.甲组实验中盐酸过量B．乙组实验中盐酸不足C．合金中Mg、Al的物质的量之比为1∶1D．盐酸的物质的量浓度为3.0mol·L－112．(2022·乌鲁木齐一次诊断，17)根据Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，可用Fe3＋做刻蚀液将试管中的银镜洗去。(1)FeCl3溶液显酸性，原因是______________________________(用离子方程式表示)。(2)关于FeCl3溶液洗银后的相关叙述正确的是________(填字母)。a．铁元素质量减小b．c(Fe3＋)减小c．c(Cl－)不变(3)用Fe(NO3)3溶液洗银后，某同学欲从洗银废液(Fe3＋、Fe2＋、Ag＋、NO)中回收银，设计了如下路线：\n①过程I中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。②过程Ⅱ中加入的试剂可以是________。③过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。13．(2022·北京西城区期末，19)黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS2)。黄铜矿经熔炼、煅烧后得到粗铜和炉渣。冶炼过程的主要反应有：①2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2②Cu2S＋O22Cu＋SO2(1)二硫化亚铁铜也可以表示为CuS·FeS，其中硫元素的化合价是________。(2)反应②中还原剂是________。(3)某校学习小组用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)制备铁红，进行如下实验。①炉渣碱浸时反应的离子方程式是________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。②滤渣1中加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3＋，该反应的离子方程式是_______________________________________。为检验铁元素是否被氧化完全，应进行的实验是：取少量滤液2于试管中，________________________________________。14．(2022·广东肇庆一模，32)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：请回答：(1)绿矾的化学式为________。(2)写出反应①的化学方程式______________________________，反应②生成沉淀的离子方程式\n________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为(试剂自选)：___________________________________________________________________________________________________________________。(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(5)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为________________________________________________________________________；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol·L－1的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积为________L。15．(2022·湖南长沙质检，20)金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之一为皮江法。该方法是以白云石(CaCO3·MgCO3)为原料，经高温煅烧生成氧化物(CaO·MgO)，氧化物在还原炉中经1200℃真空条件下用硅铁还原生成镁蒸气(铁在反应前后化合价不变)，镁蒸气经冷凝器冷凝为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁。反应工艺流程如图所示：(1)在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如图，从图中分析，还原反应的反应热ΔH________(填“<”、“>”或“＝”)0，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)工业上，另一种冶炼镁的原理是MgCO3MgO＋CO2↑，MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，电解氯化镁。工业上不直接电解氧化镁的原因是________________________________________________________________________________________________________________。(3)另外也可以海水为原料来冶炼金属镁，已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，如果在海水结晶的母液中，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________mol/L。\n题型集训9 金属材料 金属矿物资源的开发利用【三年高考真题演练】[2022年高考真题]1．A [B项，电解熔融的MgCl2可制得镁，电解MgCl2溶液：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，错误；C项，FeCl3溶液蒸干过程中发生反应：FeCl3＋3H2OFe(OH)3↓＋3HCl↑，错误；D项，蔗糖是非还原性糖，不能和银氨溶液发生银镜反应生成银，错误。]2．解析 (1)AlCl3属于强酸弱碱盐，在溶液中Al3＋发生水解反应生成Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋；(2)①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，可以防止后续步骤生成的AlCl3水解，同时也增大了反应物的接触面积，从而加快反应速率。②根据物质的组成元素可知：若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比Si大的单质是Fe。③对已知两个热化学方程式由上到下依次标记为(i)和(ii)，根据盖斯定律，(i)－(ii)可得所求热化学方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9kJ/mol；④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2与浓NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO3和H2O。随着反应进行，溶液浓度变小，这时Cl2与稀NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3种盐分别为NaCl、NaClO、NaClO3。⑤Al的活动性强于Fe，在步骤Ⅴ中加入Al粉与FeCl3发生置换反应，以除去FeCl3从而提高AlCl3的纯度。答案 (1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率②Fe或铁③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)ΔH＝＋174.9kJ/mol④NaCl、NaClO、NaClO3⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度[两年经典高考真题]1．BD [Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。]2．解析 (1)铝热反应实验需要高温条件，实验时一般用镁条插入KClO3中，镁条燃烧放热，KClO3受热分解放出O2，使镁条燃烧持续进行。(2)由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故用KSCN溶液检验无明显现象不能证明固体混合物中无Fe2O3。答案 (1)BD (2)不能 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(或只写Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)3．解析 (1)分析框图，“逆推法”得，白色沉淀2为Fe(OH)2，溶液3为FeCl2，固体2为FeO；由无机矿物盐X与盐酸反应以及X受热分解均可得气体甲，再结合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的转化关系可知：甲为CO2，故白色沉淀1为CaCO3，所以固体1是FeO和CaO的混合物，X应是CaCO3和FeCO3组成的矿物盐。综合分析，矿物盐中元素应为Ca、Fe、C、O四种。n(CO2)＝mol＝0.1mol，设CaCO3、FeCO3为xmol、ymol，列方程组\n解得x＝y＝0.05可以判定，该矿物盐化学式为CaCO3·FeCO3或写为CaFe(CO3)2。(3)Fe(OH)2具有还原性，易被空气中O2氧化为红褐色Fe(OH)3。(4)根据要求：固体1中的FeO具有还原性，它可与CO2发生氧化还原反应，生成Fe2O3和CO。(其他合理答案也对)答案 (1) ·×C×·(2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)检测CO：将气体通过灼热CuO，黑色固体变为红色4．弱 D5．解析 (1)LiCoO2中，Li为＋1价，O为－2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零可计算出Co的化合价为＋3价。(2)“正极碱浸”时，其中的铝箔可与NaOH溶液反应，离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)从工艺流程图知，“酸浸”后LiCoO2中＋3价的Co转化为CoSO4，化合价降低，可推知H2O2中氧元素化合价升高，转化为O2，故可写出反应的化学方程式为2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O，H2O2不稳定，会发生分解反应：2H2O22H2O＋O2↑；LiCoO2能将H2O2氧化生成O2，说明LiCoO2的氧化性比H2O2还强，故用盐酸代替混合液时，LiCoO2会将HCl中－1价的氯氧化生成Cl2，污染空气。(4)观察工艺流程图可写出“沉钴”过程中反应的化学方程式：CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。(5)依题意可写出充电时，电池正极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，与题给负极反应式相加即得充电时总反应：LiCoO2＋6CLixC6＋Li1－xCoO2，其逆反应就是电池放电的总反应。(6)电池放电时，Li＋从负极中脱出，经由电解质向正极移动生成正极材料LiCoO2，故“放电处理”有利于锂在正极的回收；观察整个回收工艺流程图，可知可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。答案 (1)＋3(2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑(或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑)(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O 2H2O22H2O＋O2↑ 有氯气生成，污染较大(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑(5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C(6)Li＋从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO46．解析 (1)在反应②中，高锰酸钾能将溶液的Fe2＋氧化为Fe3＋，将Mn2＋\n氧化为MnO2，通过调节溶液的pH而除去；若开始溶液的pH过低，Fe3＋、Mn2＋将很难生成沉淀。(2)在第一次滤液中含有的阳离子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入锌后可将Ni置换出来，与H＋反应置换出H2来；故在滤渣中还含有金属镍。(3)反应④中生成的沉淀为ZnCO3，同时得到Na2SO4，故若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO，故只要对洗涤液中是否含有SO进行检验即可。(4)根据关系式ZnCO3·xZn(OH)2～(x＋1)ZnO，可得＝，故x＝1。答案 (1)Fe2＋和Mn2＋ MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋、2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应 镍 (3)取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)17．解析 (1)①开始，向铝土矿中加入足量的NaOH溶液，过滤，得到NaAlO2溶液，然后通入过量CO2气体，得到Al(OH)3沉淀，Al(OH)3加热分解得Al2O3。②Al2O3是两性氧化物，能和NaOH溶液反应；焊接时，应选用稀有气体作为保护气，而不选用N2，因为Mg和N2反应生成Mg3N2。(2)①海水酸性较弱，所以舰体主要发生吸氧腐蚀。②CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3，所以应加入CaCO3或CaO降低硅含量。(3)①Al ～ Al3＋～Al(OH)30.5mol0.5molCu的质量分数为×100%≈83.1%。②溶解铜合金的酸应为HNO3，根据在pH＝3.4时开始出现沉淀，说明合金中一定不含铁，一定含铝；在pH＝7.0时，过滤出的沉淀为Cu(OH)2、Al(OH)3，在pH＝8.0时，过滤出的沉淀为Ni(OH)2，所以铜合金中还一定含有Ni。答案 (1)①第三周期第ⅢA族 CO2②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar(其他合理答案均可)(2)①吸氧腐蚀②CaCO3或CaO(3)①83.1% ②Al、Ni【两年模拟试题精练】1．D [A项，常温下，浓硝酸使铁钝化，故可用铁制容器盛装浓硝酸；B项，合金的硬度一般大于它的成分金属，这是合金的特性之一；C项，工业上用电解法冶炼钠、镁、铝等活泼金属；D项，钢闸门与电源负极相连以防止其在海水中被腐蚀，这是外加电流的阴极保护法。]2．B [合金的性质与其组分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法，B错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D正确。]3．D [利用铝热反应，Al常作还原剂冶炼其他金属。]4．D [高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，\n二氧化碳在高温下再与碳反应生成还原剂一氧化碳。CO与铁矿石反应又生成CO2，碳元素既被氧化又被还原。]5．A [K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属应使用电解法，Cu、Fe等金属应使用热还原法，Hg、Ag等不活泼金属应使用热分解法。]6．B [电解MgCl2时阳极产生Cl2。]7．B [电解法制取金属钠时，需要电解熔融的NaCl，而不是其溶液，A项错误；镁的还原性很强，不能用热还原法来制取，而应用电解熔融氯化镁的方法，C项错误；熔融的氯化铝不导电，故不能电解其熔融物制取金属铝，而应电解熔融的氧化铝，D项错误。]8．D [可将1molAl65Cu23Fe12看作65mol铝、23mol铜、12mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65mol×3/2＝97.5mol；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65mol×3/2＋12mol＝109.5mol；与稀硝酸反应时三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65mol＋23mol×2/3＋12mol＝92.3mol；所以产生气体物质的量关系为n(稀硝酸)<n(烧碱)<n(盐酸)。]9．C [反应②是在惰性气体作保护气的条件下，用镁置换出钛，镁与氮气会反应生成氮化镁。]10．D [溶液1为银氨溶液，固体1为MgO和Al2O3；金属1为银；试剂Y为NaOH溶液(其他合理也可)，固体2为MgO，金属2为镁；溶液2为NaAlO2溶液(注意对应)，Z试剂为二氧化碳气体，固体3为氢氧化铝，金属3为铝。A项，葡萄糖能与银氨溶液发生银镜反应生成银，故试剂X可能为葡萄糖；B项，Z试剂为二氧化碳气体；C项，可以通过反应MgO＋CMg(g)＋CO(g)，由MgO制得镁；D项，固体3为氢氧化铝，要得到金属3(铝)，应先把氢氧化铝加热转变为氧化铝，再电解。]11．D [对比甲、乙两组的实验数据，可以看出，乙组所用的合金比甲组多，产生的H2也多，说明甲组中的盐酸未反应完，盐酸是过量的。从甲组的实验可知，每毫克合金与盐酸反应产生H2的体积为mL，若乙组的合金耗尽，应生成H2的体积为×385mL＝423mL，实际上只生成336mL，说明乙组中盐酸不足。根据甲组的实验可求出合金中Mg、Al的物质的量，设分别为xmol、ymol。有24x＋27y＝0.255，x＋1.5y＝，联立两式，解得x＝y＝0.005，x∶y＝1∶1。根据乙组的实验可求出盐酸的物质的量浓度：×2＝c(HCl)×0.03L，c(HCl)＝1.0mol·L－1。综上所述，A、B、C项推理正确，D项推理不正确。]12．解析 (1)FeCl3是强酸弱碱盐，Fe3＋水解，溶液是显酸性，水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。(2)由Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋可知，铁元素质量不变，c(Fe3＋)减小，由于发生Ag＋＋Cl－===AgCl↓，c(Cl－)减小。(3)①由框图可知过程Ⅰ加入了过量的铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。②过程Ⅱ是把固体中的铁粉和银分离，所以加入的试剂可以是稀盐酸或稀硫酸。③过程Ⅲ是Fe2＋转化为Fe3＋，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。答案 (1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(2)b (3)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag ②稀盐酸或稀硫酸③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O13．解析 (1)根据化合物中元素正负化合价的代数和为零知硫元素的化合价为－2价。(2)反应②中Cu的化合价由＋1价降至0价、S的化合价由－2价升高到＋4价，Cu2S既被还原又被氧化，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂。(3)①炉渣中SiO2、Al2O3溶于NaOH溶液，\n反应的离子方程式分别为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。②根据题意和化合价升降总数相等写出化学方程式4FeO＋O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O，然后改写成离子方程式。用K3[Fe(CN)6]溶液或高锰酸钾酸性溶液检验含有Fe3＋的溶液中是否存在Fe2＋。答案 (1)－2 (2)Cu2S(3)①SiO2＋2OH－===SiO＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O②4FeO＋O2＋12H＋===4Fe3＋＋6H2O滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有蓝色沉淀产生，则氧化不完全，反之则氧化完全14．解析 (2)滤液A是NaAlO2溶液，生成Al(OH)3沉淀应该通入酸性气体CO2；(3)滤渣B含Cu、Fe，由绿矾的化学式可知向滤渣B中加入稀硫酸，过滤后得D为FeSO4溶液，蒸发浓缩、冷却结晶即可得到绿矾；(5)滤渣E为Cu，试剂Y是氧化剂，常见的无色液体氧化剂为双氧水、稀硝酸等，双氧水属于绿色氧化剂；因为反应物有Cu、H2SO4、HNO3，所以应该用离子方程式进行计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑，3molCu需要2molNO，即2molHNO3，又知加入硝酸的浓度为1mol·L－1，所以需硝酸的体积为2L。答案 (1)FeSO4·7H2O(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO[或2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO](3)用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN(或NaSCN或NH4SCN)溶液无明显现象，再滴入氯水(或双氧水或通入Cl2)，若变成红色，则溶液中存在Fe2＋(4)铜、铁与稀硫酸形成了原电池，加快了反应速率(5)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O 215.解析 (1)由图像可知温度越高，镁的产率越大，所以此反应应为吸热反应，ΔH>0。(2)电解法冶炼金属，其原料必须满足两个条件，第一个条件必须是离子化合物；第二个条件是熔点较低。(3)298K下，c(OH－)＝0.1mol/L，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，代入数据，解得c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol/L。答案 (1)> 升高温度，Mg的产率增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应(2)氧化镁熔点高于氯化镁，电解氧化镁消耗电能多，生产成本高(3)5.6×10－10
