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2022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

上傳人:xt****7 文檔編號:105248980 上傳時間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):6 大?。?68.02KB
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1、2022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)間轉化均能一步實現(xiàn)的是(  ) A.粗硅SiCl4Si B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C.Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3 D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 2.(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

2、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) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ②步驟Ⅱ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____________________________________________。 ③已知: Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1 2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)

3、ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1 由Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式為 ________________________________________________________________________。 ④步驟Ⅲ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________________________________________________________________________。 ⑤結合流程及相關數(shù)據(jù)分析,步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是_______________________

4、_________________________________________________。 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)(  ) A.KCl B. KClO3 C.MnO2 D.Mg (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

5、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構示意圖________,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)。

6、 (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

7、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(  ) A.C B.Fe C.Cu D.Al 3.(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)①熱分解法、②熱還原法、③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 A K、Na ③ B Ca、Cu ② C Fe、Mg ③ D

8、Al、Hg ① 5.(xx·云南大理期末,2)下列有關金屬的工業(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)的量關系為(  ) A.n(鹽酸)

9、酸) C.n(燒堿)

10、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/mg 255 385 459 鹽酸體積/mL 30 30 30 生成氣體體積(標況)/mL 280 336 336 A.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1∶1 D.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 mol·L-1 9.(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(CaCO3·MgCO3)為原料,經(jīng)高溫煅燒生成氧化物(CaO·MgO),氧化

11、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ΔH________(填“<”、“>”或“=”)0,理由是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)工業(yè)上,另一種冶煉

12、鎂的原理是MgCO3MgO+CO2↑,MgO+C+Cl2MgCl2+CO,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)Ksp=5.6×10-12,如果在海水結晶的母液中,加入一定量的燒堿達到沉淀溶解平衡,測得pH=13.00,則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2+)=_______

13、_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】 1.A [B項,電解熔融的MgCl2可制得鎂,電解MgCl2溶液:MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,錯誤;C項,F(xiàn)eCl3溶液蒸干過程中發(fā)生反應:FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl↑,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:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+;(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目

14、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。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知:若步驟Ⅱ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。③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) ΔH=+174.9 kJ/mol;④步驟Ⅲ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

15、反應生成NaCl、NaClO和H2O。因此,得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、NaClO3。⑤Al的活動性強于Fe,在步驟Ⅴ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)Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ (2)①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 ②Fe或鐵 ③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ/mol ④NaCl、NaClO、NaClO3 ⑤除去FeCl3,提高AlCl3純度 3.解析 (1)鋁熱

16、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2Fe3++Fe===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 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+===3Fe2+(或只寫Fe+2Fe3+===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,再結合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的轉化關系可知:甲為CO2

17、,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)=mol=0.1 mol,設CaCO3、FeCO3為x mol、y mol,列方程組 解得x=y(tǒng)=0.05 可以判定,該礦物鹽化學式為CaCO3·FeCO3或寫為CaFe(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×· (

18、2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2CaO+FeO+2CO2↑ (3)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 (4)2FeO+CO2Fe2O3+CO 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(Ⅲ) 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】 1.D [A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。] 2

19、.D [利用鋁熱反應,Al常作還原劑冶煉其他金屬。] 3.D [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。] 4.A [K、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。] 5.B [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。] 6.D 

20、[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 mol×3/2=97.5 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 mol×3/2+12 mol=109.5 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 mol+23 mol×2/3+12 mol=92.3 mol;所以產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量關系為n(稀硝酸)

21、、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 mL=423 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,設分別為x mol、y mol。有24x+27y=0.255,x+1.5y=,聯(lián)立兩式,解得x=y(tǒng)=0.005,x∶y=1∶1。根據(jù)乙組的實驗可求出鹽酸的物質(zhì)的量濃度:×2=c(HCl)×0.03 L,c(HCl)=1.0 mol·L-1。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,ΔH>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,Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-),代入數(shù)據(jù),解得c(Mg2+)=5.6×10-10 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)5.6×10-10

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