高中化学高三二轮复习——金属矿物的开发利用专题测试

2021 届高中化学高三二轮复习——金属矿物的开发利用专题测试 一、单选题 1．关于铝及其冶炼的下列说法中，不正确的是（ ） A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．铝土矿的主要成分是 Al2O3 C．铝单质的金属活动性较强，通常采用电解熔融氧化铝的方法冶炼 D．电解氧化铝时，加人冰晶石（Na3AlF6）的目的是提高铝的产量 2．下列有关物质的工业制法中，错误的是( ) A．制硅：用焦炭还原二氧化硅得硅 B．制钠：以海水为原料制得 NaCl，再电解熔融 NaCl 得钠 C．制铁：以焦炭和铁矿石为原料，用 CO 还原铁矿石得铁 D．制铝：以铝土矿为原料，经一系列过程制得 AlCl3，再电解熔融 AlCl3 得铝 3．下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝的方法相同的是 A．Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2 B．2Ag2O Δ 4Ag+O2↑ C．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu D．2NaC1(熔融) 电解 2Na+C12↑ 4．下列物质的生产过程不涉及氧化还原反应的是（ ） A．海水提溴 B．纯碱 C．炼钢炼铁 D．合成氨 5．下列关于物质工业制备的说法中正确的是 A．接触法制硫酸时，在吸收塔中用水来吸收三氧化硫获得硫酸产品 B．工业上制备硝酸时产生的 NOx，一般可以用 NaOH 溶液吸收 C．从海水中提取镁的过程涉及化合、分解、置换、复分解等反应类型 D．工业炼铁时，常用焦炭做还原剂在高温条件下还原铁矿石 6．化学与工业生产密切相关。下列说法中正确的是 A．工业上常用电解熔融 MgO 制镁单质 B．工业上常用金属钠与水反应制 NaOH C．工业上炼铁的原料是铁矿石和氢气 D．工业上制备粗硅的原料是石英砂和焦炭 7．下列金属冶炼过程中不．涉及化学变化的是 A．铝热反应 B．高炉炼铁 C．沙里淘金 D．湿法炼铜 8．下列说法正确的是 A．工业以硫黄为原料生产硫酸，沸腾炉中的反应：2S+3O2  2SO3 B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取金属钠 C．高炉炼铁过程中，焦炭的主要作用是还原铁矿石中的氧化铁 D．工业上以石灰乳和氯气为原料制取漂白粉 9．我省近年来以铁矿石为原料的产业发展迅猛，下列有关说法正确的是 A．以焦炭和铁矿石为原料炼铁的原理是用焦炭直接还原化合态的铁 B．据报道，庐江磁性材料产生“磁”力无穷，磁性氧化铁的化学式是 2 3Fe O C．为证明某铁矿石中存在铁离子，可将铁矿石溶于硝酸后，再加 KSCN 溶液 D．利用铁矿石制得的能除去污水中的 2Hg  ，可知相同条件下，    sp spK FeS K HgS 10．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列事例不属于氧化还原反应的是( ) A．金属冶炼 B．燃放鞭炮 C．食物腐败 D．煅烧石灰石 11．铝土矿的主要成分是 A．Fe2O3 B．SiO2 C．Al2（SO4）3 D．Al2O3 12．下列关于钢铁冶炼的说法错误的有几个（ ） ①焦炭在炼铁中的作用是产生还原剂和热量 ②炼钢中用纯氧代替空气做氧化剂，是为了防止产生污染 ③用含硫较多的生铁炼钢，应加入较多的生石灰 ④尽管铁的熔点是 1 535 ℃，但高炉中的铁在 1200℃左右就呈液态 ⑤生铁炼钢的主要目的调节硅锰等的含量、除去硫磷 A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个 13．工业上制备下列物质的生产流程合理的是( ) A．由铝土矿冶炼铝：铝土矿 Al2O3 AlCl3 Al B．从海水中提取镁：海水 Mg(OH)2 MgO Mg C．由 NaCl 制漂白粉：饱和食盐水 Cl2 漂白粉 D．由黄铁矿制硫酸：黄铁矿 SO2 SO3 H2SO4 14．下列有关工业生产的叙述中正确的是 A．电解氯化钠溶液可得到金属钠 B．光照氯气和氢气的混合物生产盐酸 C．从铝土矿到铝单质过程中未涉及氧化还原反应 D．工业接触法制硫酸的主要设备有沸腾炉、接触室、吸收塔 15．下列事实不能用金属活动性解释的是 （ ） A．镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品 B． 工业上常用热还原法冶炼铁，用电解法冶炼钠 C．电解法精炼铜时，其含有的 Ag、Au 杂质沉积在电解槽的底部 D．生活中可用铝制的水壶烧水 二、填空题 16．铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。 （1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式： ________________。 （2）写出赤铁矿被 CO 还原成铁的化学方程式：__________________________。 （3）实验室中可用 CO 还原 2 3Fe O ，在加热 2 3Fe O 前应先_________，否则可能发生________现象；未反应 完的 CO ___________（填“能”或“不能”）排放到大气中，应做________处理。 17．工业上铁冶炼是在 中进行的。在冶炼过程中铁元素被还原，还原剂是 ，产生还原 剂的化学方程式是 、 。用这种方法冶炼的铁是含碳 2%～4.5%的 ， 将它进一步冶炼，就可以得到用途广泛的 。 18．（1）Al 和 Na 的单质同时加入到一定量的水中，充分反应后，发现既无沉淀生成又无固体残留物存在， 请用两个化学反应方程式表示其变化：① ，② 。 （2）金属钠着火时要用 灭火，请写出 Na2O2 与水的离子方程式 （3）用离子方程式表示实验室用 Al2(SO4)3 溶液制 Al(OH)3 的最佳方案 ，制备时为什 么不能用 NaOH 溶液 （用化学方程式解释）。 19．无水 AlCl3 易升华，可用作有机合成的催化剂等，工业上由铝土矿(主要成分是 Al2O3 和 Fe2O3,还含有少 量的 SiO2)和石油焦(主要成分是 C)为原料制备无水 AlCl3：2Al2O3＋6Cl2===4AlCl3＋3O2 回答以下问题： （1）加入焦炭后的化学反应可表示为 Al2O3＋C＋Cl2 AlCl3＋X↑，设计实验确定气体 X 的成分： __________。 （2）在提纯 AlCl3 粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的 FeCl3 转化为熔点较高的 FeCl2，从而避免 在 AlCl3 中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为____________________。 （3）为测定制得的无水 AlCl3 产品(含 FeCl3 杂质)的纯度，称取 16.25 g 无水 AlCl3 样品，溶于过量的 NaOH 溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为 0.32 g。 ①过程涉及的离子方程式___________________、_______________。 ②AlCl3 产品的纯度为__________________________________。 20．某课外小组研究铝土矿中 Al2O3 的含量。查阅资料得知，铝土矿的主要成分是 Al2O3，杂质是 Fe2O3、 SiO2 等。从铝土矿中提取 Al2O3 的过程如下： （1）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液后，发生反应的离子方程式 是 ； ； 第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式 是 。 （2）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该 铝土矿中 Al2O3 的质量分数是________。（保留一位小数） （3）工业上制取 AlCl3 用 Al2O3 与 C、Cl2 在高温条件下反应，每消耗 0.5 mol 碳单质，转移 1mol 电子，反 应的化学方程式是 。 三、实验题 21．铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿 物质钒土（主要成分：Al2O3；还有 SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3 等杂质）。从钒土中提取得到 Al2O3 的工 艺流程如下图所示： 请回答下列问题： （1）固体 A 所含物质的化学式（或分子式）是 。 （2）写出溶液 A 与足量气体 B 反应的离子方程式 。 （3）工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极，请你根据电解原理解释电解冶炼铝的过程中，需要 定期补充阳极碳块的原因 。 （4）Al2O3 的熔点很高，因而在工业冶炼时，需将 Al2O3 熔于熔化的冰晶石（Na3AlF6）中进行电解。请写 出电解过程中阴极的电极反应式 。工业上通常将 Al(OH)3 和 Na2CO3 一同溶于 氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出 CO2 气体，写出该反应的化学方程式 。 （5）有一位同学查阅资料发现，AlCl3 的熔点很低。他提出：可通过电解熔融状态的 AlCl3 制取金属铝。你 认为他提出的方案是否可行？为什么？ 。 （6）某企业用上述工艺流程进行生产，每 10.0t 钒土可得到金属铝 1.35t。如果不考虑生产过程的损耗，请 你计算钒土中 Al2O3 的质量分数 。 22．实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理，实验装置图和实验步骤如下： ①按上图连接好装置，检查装置气密性。 ②称取适量 Fe2O3 于石英试管中，点燃Ⅰ处酒精灯，缓慢滴入甲酸。 ③在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯。 ④30 min 后熄灭酒精灯，关闭弹簧夹。 ⑤待产物冷却至室温后，收集产物。 ⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯（金属网罩可以集中火焰、提高温度）和酒精喷灯加热的产物。 请回答下列问题： （1）制备 CO 的原理是利用甲酸（HCOOH）在浓硫酸加热条件下的分解制得，盛放甲酸的仪器名称 为 ，该反应的化学方程式 。 （2）实验步骤③某项操作是指 。 （3）实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为______________。（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”） （4）通过查资料获取如下信息： I． 酒精灯平均温度为 600℃；加网罩酒精灯平均温度为 700℃，酒精喷灯平均温度为 930℃。 II． 资料指出当反应温度高于 710℃，Fe 能稳定存在，680℃~710℃之间，FeO 稳定存在，低于 680℃，则 主要是 Fe3O4。试分析酒精灯加热条件下生成 Fe 的原因是 。 （5）已知 FeO、Fe2O3、Fe3O4 氧元素的质量分数分别为：22．2%、30%、27．6%。利用仪器分析测出 3 种 样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表： 加热方式 产物元素组成 各元素的质量分数% Fe O 酒精灯 Fe 和 O 74．50 25．50 带网罩酒精灯 Fe 和 O 76．48 23．52 酒精喷灯 Fe 100．00 0．00 分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物，其中酒精灯加热所得产物的组成最多有 _______种可能。 （6）通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为 Fe3O4 和 Fe，用酒精喷灯加热得 到的固体粉末成分为 Fe。请计算利用酒精灯加热方式混合物中 Fe3O4 和 Fe 的质量比为_____。（要求保留整 数） 23．(20 分)某化学小组在实验室模拟高炉炼铁，其部分装置如下： 请完成下列填空： （1）利用甲酸与浓硫酸反应 HCOOH CO↑+H2O，制取 CO，反应中浓硫酸的作用是___。 （2）判断上述装置中 CO 与氧化铁发生反应的现象为____________；该装置存在的缺陷是__________。 （3）已知受热不均时，可发生副反应 CO+Fe2O3 CO2+2FeO。为测定所得黑色产物中铁的含量，现有下 列各有两根导管的甲、乙两试管，用橡皮管连接对应接口后，倒置盛稀硫酸的试管。 ①样品和稀硫酸应分别置于________、_________仪器中(填“甲”或“乙”)，甲、乙试管中接口的连接方式为： A 连接_______，B 连接_______，C 连接 F(填各接口的编号)。 ②量气管可以用化学实验室中一种常用仪器来改装，该仪器的名称是___________。当气体不再产生且恢复 至室温时，如丙图所示量气管读数______________mL。若量气之前的其他操作均正确，根据该读数并将产 生的气体体积换算为标准状况后，所计算样品中铁的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)， 原因是______(若无影响该空不必作答)。 参考答案 1．D2．D3．D4．B5．B6．D7．C8．D9．D10．D11．D12．B13．D14．D15．D 16． 2 2C O CO 点燃 ， 2C CO 2CO 高温 2 3 23CO Fe O 2Fe 3CO  高温 验纯 爆炸 不 能 点燃 17．炼铁高炉；CO；C + O2 CO2；CO2+ C 2CO；生铁；钢。 18．（每空 2 分，共 12 分） （1）2Na+2H2O="2NaOH" +H2；2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3 H2 （2）沙土；2Na2O2＋2H2O＝4Na+＋4OH－＋O2 （3）Al3++ 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+；Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O； 19．（1）气体 X 可能为 CO、CO2 或两者的混合物。将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的 CuO 粉末， 如溶液变浑浊，则 X 中存在 CO2，如黑色 CuO 粉末变成红色粉末，则 X 中存在 CO （2）Al ＋3FeCl3 AlCl3＋3FeCl2 （3）①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Al3＋＋4OH－=== ＋2H2O ②96% 20．（1） Al2O3+2OH－＝ 2AlO2 －+H2O （2 分） SiO2+2OH－＝ SiO32－+ H2O （2 分） Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+ 3NH4+（写 AlCl3 与 NaOH 的反应不给分）（２分） （2）65.4% （2 分） （3）Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO （2 分） 21．（1）Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2 （2）CO2+OH－="=" HCO3 － AlO2 －+ CO2+2H2O=Al(OH)3↓+ HCO3 － （3）电解冶炼铝的阳极产物为 O2 气，在高温条件下，O2 气与阳极碳发生反应消耗阳极碳块。 （4）Al3++3e－="=Al" ； 2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF==2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O （5）不可行；AlCl3 是共价化合物，熔融状态的 AlCl3 不导电。 （6）25.5% 或 0.255。 22．（1） 分液漏斗；HCOOH CO↑ + H2O （2） 检验 CO 纯度； （3）Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ （4）长时间集中加热使局部温度达到生成还原铁所需要的温度 （5）9 种 （6）12:1 23．（1）催化剂、脱水剂和吸水剂（漏答吸水剂不扣分）（2 分） （2）红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊（2 分）没有尾气处理装置，尾气中的 CO 能够污染空气（2 分）（3）①甲（2 分） 乙（2 分） D（1 分） E （1 分） ②碱式滴定管（1 分） 20.70（2 分） 偏小（2 分） 读数时量气管液面高于左侧液面，气体受到的压强增大，导致所测气体体积偏小（3 分）