2019年高考化学总复习专题06镁、铝、铁、铜金属的冶炼习思用练习(含解析).docx
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1、1专题六 镁、铝、铁、铜 金属的冶炼考点 1 镁及其化合物1. 2018 全国名校第二次大联考镁、铝都是较活泼的金属,下列描述中正确的是 ( )A.高温下,镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C.镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应,铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物2.在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验,三组各取 60 mL 同浓度盐酸,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:实验序号 甲 乙 丙合金质量/mg 510 770 918气体体积/mL 560 672 672则下列说法正确的是 ( )A.甲组和
2、乙组的实验中,盐酸均是过量的B.盐酸的物质的量浓度为 0.8 molL-1C.合金中镁铝的物质的量之比为 11 D.丙组中铝的物质的量为 0.009 mol3.(1)2014 新课标全国卷,36(4),4 分采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为 ;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式 。 (2)2015 新课标全国卷,27(6)改编单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸(H 3BO3)和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程: 。 考点 2 铝及其化合物4.下列关于铝的说法中正确的有 ( )铝制容器可盛装热的浓硫酸
3、 工业上电解熔融状态 AlCl3制备 Al 常温下将 Al 片放入浓硝酸中无明显变化,说明 Al 与浓硝酸不反应铝镁合金可完全溶解于烧碱溶液中 氧化铝和氧化镁都可以作耐火材料A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个5.2016 上海,20,4 分已知 NaOH+Al(OH)3 NaAl(OH)4。向集满 CO2的铝制易拉罐中加入过量 NaOH 浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是 ( )2A.CO2+2OH- C +H2OO2-3B.Al2O3+2OH-+3H2O 2Al(OH)4-C.2Al+2OH-+6H2O 2Al(
4、OH)4-+3H2D.Al3+4OH- Al(OH)4-6.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的 HCl 和 NaOH 的物质的量之比为( )A.31 B.21 C.11 D.137.2014 北京理综,7,6 分下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是 ( )A.K B.Na C.Fe D.Al8.向 MgSO4、(NH 4)2SO4和 Al2(SO4)3的混合溶液中,逐滴加入 NaOH 溶液。下列图像中,能正确表示上述反应的是( x 轴表示加入 NaOH 溶液的体积, y 轴表示反应生成沉淀的质量) ( )A
5、 BC D9.利用铝热反应可以焊接钢轨。下列说法正确的是 ( )A.铝、氧化铝中铝原子、铝离子的半径 r(Al)r(Al3+)B.工业上可用铝热反应的方法制取镁C.在铝热反应中,化学能全部转化为光能D.在铝热反应中,铁的还原性大于铝的还原性10.2015 广东理综,32,16 分七铝十二钙(12CaO7Al 2O3)是新型的超导材料和发光材料。用白云石(主要含 CaCO3和 MgCO 3)和废 Al 片制备七铝十二钙的工艺如下:(1)煅粉主要含 MgO 和 。用适量 NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不 溶,若滤液中 c(Mg2+) 小于 510-6 molL-1,则溶液 pH 大于 M
6、g(OH) 2的 Ksp=510-12;该工艺中不能用(NH 4)2SO4代替 NH4NO3,原因是 。 (2)滤液中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液中仅通入 CO2,会生成 ,从而导致 CaCO3产率降低。 (3)用 NaOH 溶液可除去废 Al 片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。 3(4)电解制备 Al(OH)3时,电极分别为 Al 片和石墨,电解总反应方程式为 。 (5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时 AlC 和 Al2C 两种离子在 Al 电极上相互l-4 l-7转化,其他离子不参与电极反应。放电时负极 Al 的电极反应式为 。 11. 2018 合肥调研检测在给定
7、条件下,下列物质的转化不能实现的是 ( )A.Fe2O3 FeCl3溶液 无水 FeCl3B.饱和 NaCl 溶液 NaHCO3 Na2CO3C.Al2O3 NaAlO2溶液 Al(OH)3D.MgCl2溶液 Mg(OH)2 MgO12. 2016 海南,14,8 分KAl(SO 4)212H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为 Al,含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题:(1)为尽量少引入杂质,试剂应选用 (填标号)。 a.HCl 溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH 溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化
8、学方程式为 。 (3)沉淀 B 的化学式为 ;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是 。 (4)已知: Kw=1.010-14,Al(OH)3 Al +H+H2O K=2.010-13。Al(OH) 3溶于 NaOH 溶液O-2反应的平衡常数等于 。 考点 3 铁及其化合物13.向 FeCl3、CuCl 2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )A.加入 KSCN 溶液可能变红色B.溶液中一定含 Fe2+C.溶液中可能含有 Cu2+D.剩余固体中一定含 Cu14. 2016 全国卷,28,15 分某班同学用如下实验探究 Fe2+、Fe 3+的性质。回答下列问题
9、:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成 0.1 molL -1的溶液。在 FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。 (2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入 1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,说明 Cl2可将 Fe2+氧化。FeCl 2溶液与氯水反应的离子方程式为 。 4(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在 2 mL FeCl 2溶液中先加入 0.5 mL 煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,煤油的作用是 。 (4)丙组同学取 10 mL 0.1 molL-1KI 溶液,加入 6 mL 0.1 molL-1
10、FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验:第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl 4层显紫色;第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液,溶液变红。实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在 I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。 (5)丁组同学向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;生成沉淀的
11、原因是 (用平衡移动原理解释)。15.用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2沉淀。.方法一:用 FeSO4溶液与不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 的方法。 (2)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液,插入 FeSO4溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是 。 .方法二:在如图所示装置中,用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是 。 (2)在试管里加入的试剂是 。 (3)为了制得白色 Fe(OH)2沉淀,在试管和中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后
12、的实验步骤是 。 (4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是 。 16.甲、乙、丙三位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的实验。.甲同学的方案如图 1:试管中依次放入湿棉花和还原性铁粉,加热。把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中,用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火,观察到的现象是 ;发生反应的化学方程式为 。 5.乙同学所采用的装置如图 2:分别用灯 1 和灯 2 加热反应器中的水和还原性铁粉,当水蒸气将空气排出后用排水法收集一试管气体。乙同学所采用的装置与甲同学的装置相比较,优点是 ;结束实验的操作是 。 .丙同学将甲、乙两位同学所用装置进行改进,如图 3 所示:在硬质玻
13、璃管中放入还原性铁粉和石棉绒的混合物,硬质玻璃管中加入 CuO。干燥管中盛装的物质是碱石灰,干燥管中盛装的物质是无水硫酸铜和石棉绒的混合物。(1)丙同学所采用的装置与乙同学的装置相比较,优点是 。 (2)实验开始时应先点燃 a 处的酒精灯,然后才点燃 b 处的酒精喷灯,原因是 。 (3)能证明铁与水蒸气反应的现象是 。 考点 4 铜及其化合物17. 2018 湖南师大附中模拟CuSO 4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是 ( )A.相对于途径,途径更好地体现了绿色化学思想B.Y 可以是葡萄糖溶液C.CuSO4在 1 100 分解所得气体 X 是 SO2和 S
14、O3的混合气体D.将 CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体18.2013 广东理综,32,15 分银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:6注:Al(OH) 3和 Cu(OH)2开始分解的温度分别为 450 和 80 (1)电解精炼银时,阴极反应为 ;滤渣 A 与稀 HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为 。 (2)固体混合物 B 的组成为 ;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量。若NaOH 过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+ Al 2O
15、3 CuAlO 2+ 。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要 1.0 molL-1的 Al2(SO4)3溶液 L。 (5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。 考点 5 金属材料与金属矿物的开发利用 合金19.下列有关合金的说法正确的是( )A.合金中至少含有两种金属B.合金的熔点比成分金属的高C.合金的硬度比成分金属的小D.青铜器所用材料属于合金20.2013 重庆理综,8,14 分合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为 。工业
16、炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为 。 Al-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。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。 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。80.0 g Cu-Al 合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀 39.0 g,则合金中 Cu的质量分数为 。 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
17、.0、8.0 时过滤沉淀。结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有 。 721. 2018 山东潍坊统考金属及其化合物用途广泛,研究金属的提取、冶炼意义重大。(1)下列各组金属,冶炼方法一定不同的是 (填序号)。 a.Hg、Ag b.Na、Mgc.Al、Fe d.Na、Ca(2)以铬铁矿(主要成分为 FeO 和 Cr2O3,含有少量 Al2O3、SiO 2等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠(Na 2Cr2O7)并制取铬,其主要工艺流程如下:查阅资料得知:在碱性条件下,某些氧化剂能将 Cr3+氧化为 Cr 。O2-4回答下列问题:工业上可用固体 A 制取粗硅,写出反应的化学方程式: 。 写出溶
18、液 D 转化为溶液 E 过程中反应的离子方程式: 。 将金属铁和惰性电极浸入重铬酸钠酸性溶液,以铁为阴极就能实现铁上镀铬。电镀过程中阴极反应式为 。阴极上每沉积 52 g 铬,阳极上放出 L 氧气(标准状况下,忽略气体溶解)。若电流强度为 10 A,F(法拉第常数)= 96 485 Cmol -1,则阴极上沉积 52 g 铬所需时间的计算式 t= 。 22. 2017 长春质量监测(四)稀土金属是我国战略性资源。氟碳铈矿的主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。其中一种提取铈的工艺流程如下:已知:焙烧后烧渣中含+4 价的铈及+3 价的其他稀土氟氧化物;+4 价的铈的氧化
19、物有很强的氧化性,通常在酸性条件下易被还原剂还原成+3 价而溶于水。请回答下列问题:(1)酸浸中所用的酸 A 为(用字母表示) (a.盐酸 b.稀硫酸),原因是 。 8(2)酸浸后,为避免三价铈以四氟硼酸盐形式损失,需用可溶性钾盐将四氟硼酸根离子转化为沉淀除去,该反应的离子方程式为 。 (3)实验室中进行萃取操作所用到的主要玻璃仪器名称是 ;在操作后的溶液中加入 NaOH 溶液是为了调节溶液 pH 获得 Ce(OH)3和 ,测定该溶液 pH 的操作是 。 (4)写出氧化步骤的化学方程式 。答案1.C 在常温下,镁和铝在空气里都能跟氧气反应,生成一层致密的氧化物薄膜,这层氧化物薄膜能够阻止金属的
20、继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀性,但是在高温下能剧烈反应,放出大量热,选项 A 错误;镁能跟酸反应不能跟碱反应,选项 B 错误;镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应生成氧化镁和碳,铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝,选项 C 正确;铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物,在铝热反应中,在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)引发反应,中间插一根镁条,为反应提供高温条件,选项 D 错误。2.C 比较几组数据可知,60 mL 盐酸能产生气体的体积最多为 672 mL,则甲组说明盐酸过量,乙组不能说明,A 选项错误;根据关系:2HClH 2,所以 n(HCl)=0.06 mol,c(HCl)=1 mol
21、L-1,B 选项错误;通过甲组数据来计算金属的物质的量,设镁、铝的物质的量分别为x、 y,则有 24 gmol-1x+27 gmol-1y= 0.51 g,x+3/2y=0.025 mol,求出 x=0.01 mol,y=0.01 mol,C 选项正确;因为合金的组成是均匀的,所以丙组中镁和铝的物质的量之比依然为 11,则有 24 gmol -1n+27 gmol-1n=0.918 g,n=0.018 mol,D 选项错误。3.(每空 2 分)(1)MgCl 2 Mg+Cl2 Mg+2H 2O Mg(OH)2+H2 (2)2H3BO3 B2O3+3H2O、B 2O3+3Mg 2B+3MgO【解
22、析】 (1)电解熔融氯化镁,阴极生成镁,阳极放出氯气:MgCl 2 Mg+Cl2。氯化镁是离子化合物,熔点较高,熔融状态意味着在高温条件下,此时水会与活泼金属镁发生置换反应:Mg+2H2O Mg(OH)2+H2。(2)通过“类推法”写出,硼和铝均为A 族元素,所以硼酸和氢氧化铝类似,受热脱水分解为 B2O3:2H3BO3 B2O3+3H2O,然后 B2O3被强还原剂镁还原为单质B(类比 SiO2可以被焦炭还原为 Si):B2O3+3Mg 2B+3MgO。考生要善于利用元素周期律类推写出陌生化学反应方程式。由于镁会与水反应,所以硼的制备过程不能用一个总化学方程式表示。4.A 铝遇冷的浓硫酸发生钝
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