专题九第一单元 金属的冶炼方法(六大题型）-2024-2025学年高一化学同步举一反三系列（苏教版2019必修2）

专题九第一单元 金属的冶炼方法 【题型1 金属矿物及其开发利用】 【题型2 金属冶炼方法的选择】 【题型3 工业炼铁的工艺流程】 【题型4 铝热反应及其应用】 【题型5 铝的冶炼】 【题型6 铜、镁等金属的获取及冶炼】 【题型1 金属矿物及其开发利用】 【例1】在评定铁矿石的品位和质量时，除看到这种铁矿石里的含铁量外，还要看它的脉石成分和有害杂质（硫、磷）的含量的多少。下列铁矿石不能作为炼铁矿石的是（　　） A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．硫铁矿 D．菱铁矿 【变式1-1】大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于冶炼铝的是 A．赤铁矿 B．软锰矿 C．赤铜矿 D．铝土矿 【变式1-2】下列矿石与其主要成分对应不一致的是 A．磁铁矿—FeCO3 B．赤铜矿—Cu2O C．赤铁矿—Fe2O3 D．黄铁矿—FeS2 【变式1-3】用下列矿石冶炼金属时，对环境造成危害最大的是 A．黄铁矿（主要成分是FeS2） B．铝土矿（主要成分是A12O3） C．菱铁矿（主要成分是FeCO3） D．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） 【题型2 金属冶炼方法的选择】 【例2】我国夏代已经有青铜器，传说夏禹铸九鼎，史料中更有夏禹之子夏启炼铜的记载。冶铁技术大约出现在西周（公元前1046年～公元前771年）时期，冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法中不正确的是 A．金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱 B．炼铁时，加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅 C．金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程 D．工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁 【变式2-1】下列关于工业生产的说法正确的是 A．电解熔融MgO以获取金属镁 B．电解饱和食盐水可得金属钠 C．高温下用CO还原Al2O3可得金属铝 D．高温下用焦炭还原SiO2制得粗硅 【变式2-2】从石器时代到青铜器时代，再到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．制钠：高温分解NaCl制备Na B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO2在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 C．制铜：“曾青（CuSO4）得铁，则化为铜”《淮南子》的过程发生置换反应 D．制铝：将Al（OH）3溶于盐酸中，电解所得AlCl3溶液 【变式2-3】工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 【题型3 工业炼铁的工艺流程】 【例3】下列有关铁的冶炼的说法不正确的是 A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石 B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁 C．工业炼铁时会从炼铁炉的顶端吹入热空气 D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻再加热氧化铁 【变式3-1】下列有关高炉炼铁的说法正确的是 A．生成铁的反应是置换反应 B．加高炉顶，炉内CO2可完全转化为CO C．得到的生铁熔点高于纯铁 D．也可通过铝热反应制备铁单质 【变式3-2】在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。 （1）“焦炭炼钢”是先将铁精矿（Fe2O3）和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得到生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。 ①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下， 夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来。 ②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2，则该钢铁厂每年排放CO2的质量为 万吨。 （2）为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe3O4），能将CO2转化为汽油，转化步骤如下： CO2CO（CH2）n汽油 ①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 。 ②下列说法错误的是 （填字母）。 A．所得汽油中含有C、H两种元素 B．NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价 C．上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求 （3）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。 ①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为 。 ②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有 。 【变式3-3】铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的组成进行探究。假设杂质不参与反应。 I.铁矿石中含氧量的测定： （1）按图组装仪器，以下实验操作顺序为 （填字母编号）。 a. 8.0g铁矿石放入硬质玻璃管中 b. 检查装置气密性 c. 点燃A处酒精灯 d. 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2 e. 撤掉酒精灯 f. 停止通入氢气 （2）装置C的作用是 。 （3）测得反应后装置B增重2.25g，则铁矿石中氧的百分含量为 。 II.铁矿石中含铁量的测定： 称取0.15g铁矿石，加入2mol/L硫酸45mL，加热溶解。冷却后过滤，收集滤液和洗涤液于烧杯中，稀释至100mL。移取10mL试样溶液于250mL烧杯中，加入4mol/L硫酸20mL，水70mL，苯代邻氨基苯甲酸指示剂2滴。在搅拌状态下，滴加三氯化钛溶液将Fe3+还原为Fe2+，再过量滴加5滴。逐滴加入0.05mol/L的Ce（SO4）2溶液将过量的Ti3+氧化，此时消耗的Ce（SO4）2溶液体积为0.25mL。继续加入0.05mol/L的Ce（SO4）2溶液，氧化Fe2+，此时消耗的Ce（SO4）2溶液总体积为4.00mL。已知Ce4+的还原产物通常为Ce3+。 请计算该铁矿石中铁的百分含量： （写出计算过程）。 III.由I、II实验数据综合分析，可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。 【题型4 铝热反应及其应用】 【例4】某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1462 沸点/℃ 2467 2980 2750 —— （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理： （填“合理”或“不合理”）。 （2）将铝与Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引发铝热反应的实验操作是 。 （3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 （4）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是___________（填序号）。 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液 【变式4-1】铝热反应也是冶炼金属的方法之一。用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的各金属，耗铝量最少的是 A．Cr2O3 B．MnO2 C．V2O5 D．WO3 【变式4-2】某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1460 沸点/℃ 2467 2980 2750 （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁的低，此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金，你认为他的解释是否合理 （填“合理”或“不合理”）。 （2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 （3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号），并说明理由： 。 A．浓硫酸   B．稀硫酸     C．稀硝酸   D．氢氧化钠溶液 【变式4-3】某兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。    （1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是 。 （2）该铝热反应的化学方程式为 。 （3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入图B装置中，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以计算样品中残留铝的百分含量。 ①量气管在读数时必须进行的步骤是 。 ②取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL（换算成标准状况下）气体，则铝的百分含量为 。 ③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 （填“偏大”或“偏小”）。 【题型5 铝的冶炼】 【例5】铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，某工厂用铝土矿制氧化铝的流程如下图。 回答下列问题： （1）为了加快“酸浸”的反应速率，可以采取的措施 （写两点）；“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为 。 （2）流程中“操作”的名称是 ，得到“滤渣1”的主要成分是 （填化学式）。 （3）“除铁”步骤中，“滤渣2”的主要成分是 （填化学式）。 （4）“沉铝”步骤中，发生反应的化学方程式为 。 （5）写出Al（OH）3的一种用途 。 （6）工业冶炼铝用电解法，这种方法在冶炼金属中广泛应用，下列说法正确的是___________。 A．制取铝也可用电解熔融的方法 B．熔融Al2O3时加入冰晶石以降低其熔点 C．电解饱和氯化钠溶液制取金属钠 D．熔融时破坏离子键与共价键 【变式5-1】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 信息提示：③发生的反应是：。 下列说法中错误的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是加热，而且d是氧化铝 D．⑤可采用活泼金属置换的方法 【变式5-2】利用废铝箔（主要成分为,含少量等）制明矾的一种工艺流程如下： 下列说法中，不正确的是 A．操作a是过滤 B．步骤②中用代替稀硫酸也可以得到 C．步骤③所得溶液中含有的离子只有 D．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 【变式5-2】从铝土矿（主要成分为A12O3，还含有少量SiO2、Fe2O3，等杂质）中提取A12O3并生产AlN的工艺流程如下： 注：SiO2在NaOH“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀 回答下列问题： （1）赤泥的主要成分为 （填化学式）。 （2）“酸化”时通入过量CO2的离子方程式 。 （3）“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为 。 （4）将铝粉和氧化铁的混合物点燃，反应放出大量的热量，称为铝热反应。该反应在生活中常被用于 。 【题型6 铜、镁等金属的获取及冶炼】 【例6】钨是高熔点金属，工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示（已知H2WO4难溶于水），下列说法错误的是 A．将黑钨铁矿粉碎的目的是提高反应速率 B．共熔过程中空气的作用是氧化Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ） C．操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥 D．在高温下WO3，被氧化成W 【变式6-1】我国古人曾用反应：Cu2S＋O2SO2＋2Cu制铜，并最早发明了青铜器的铸造技术。下列说法不正确的是 A．青铜是铜的一种合金 B．Cu2S中铜元素显+1价 C．该反应属于置换反应 D．Cu2S只作还原剂 【变式6-2】镁及其化合物有着广泛用途。工业上以菱镁矿（主要成分为，含以及少量等杂质）为原料制备纳米MgO的实验流程如下： （1）滤渣的主要成分为 。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。 （3）一定条件下CO(NH2)2与H2O反应生成CO2和一种弱碱，该反应的化学方程式为 。 （4）工业上还可用MgCl2和(NH4)2CO3为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO。取少量制得的该物质分散于某种液体溶剂中（两者不反应），能说明纳米MgO存在的简单方法是 。如图为反应温度对纳米）MgO产率的影响，据图分析反应的最佳温度为 。 【变式6-3】钨是我国的丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨（W）酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质，工业冶炼钨的流程如下： 已知：①钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水 ②离子完全沉淀的pH：SiO为8，WO为5 ③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨 （1）为加快水浸的速率，可采取 等措施（任写一条）；滤渣B的主要成分是 （写化学式）。 （2）CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式为 。 （3）调节pH的适宜范围是 ，调节pH可选用的试剂是 （填字母序号）。 A．氨水  　  B．盐酸      C．　氢氧化钠溶液       D．碳酸钠溶液 （4）检验沉淀C已洗涤干净的具体操作是 。 （5）根据铝热反应的原理可以用WO3制取钨，化学方程式为 ；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题九第一单元 金属的冶炼方法 【题型1 金属矿物及其开发利用】 【题型2 金属冶炼方法的选择】 【题型3 工业炼铁的工艺流程】 【题型4 铝热反应及其应用】 【题型5 铝的冶炼】 【题型6 铜、镁等金属的获取及冶炼】 【题型1 金属矿物及其开发利用】 【例1】在评定铁矿石的品位和质量时，除看到这种铁矿石里的含铁量外，还要看它的脉石成分和有害杂质（硫、磷）的含量的多少。下列铁矿石不能作为炼铁矿石的是（　　） A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．硫铁矿 D．菱铁矿 【答案】C 【详解】硫铁矿含铁量低，含有对环境有害的元素硫，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此硫铁矿不宜炼铁，分析所给的选项可以知道选项C不能作为炼铁矿石的。故选C。 【变式1-1】大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于冶炼铝的是 A．赤铁矿 B．软锰矿 C．赤铜矿 D．铝土矿 【答案】D 【详解】A、赤铁矿中不含有铝元素，不可用于冶炼铝，该选项不符合题意； B、软锰矿中不含铝元素，不可用于冶炼铝，该选项不符合题意； C、赤铜矿中不含铝元素，不可用于冶炼铝，该选项不符合题意； D、铝土矿中含有铝元素，可用于冶炼铝，该选项符合题意。 故选D。 【变式1-2】下列矿石与其主要成分对应不一致的是 A．磁铁矿—FeCO3 B．赤铜矿—Cu2O C．赤铁矿—Fe2O3 D．黄铁矿—FeS2 【答案】A 【详解】A、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其化学式为，故选项矿石与其主要成分对应不一致； B、赤铜矿的主要成分是氧化亚铜，其化学式为，故选项矿石与其主要成分对应一致； C、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其化学式为，故选项矿石与其主要成分对应一致； D、黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁，其化学式为，故选项矿石与其主要成分对应一致。 故选A。 【变式1-3】用下列矿石冶炼金属时，对环境造成危害最大的是 A．黄铁矿（主要成分是FeS2） B．铝土矿（主要成分是A12O3） C．菱铁矿（主要成分是FeCO3） D．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） 【答案】A 【详解】A.黄铁矿（主要成分是FeS2），含有硫元素，在冶炼铁时会生成二氧化硫，能够形成酸雨，对环境造成危害，故选项A符合题意； B.铝土矿（主要成分是A12O3），不含有硫元素，在冶炼时不会生成二氧化硫，不易形成酸雨，对环境造成危害不大，故选项B不符合题意； C.菱铁矿（主要成分是FeCO3），不含有硫元素，在冶炼时不会生成二氧化硫，不易形成酸雨，对环境造成危害不大，故选项C不符合题意； D.赤铁矿（主要成分是Fe2O3），不含有硫元素，在冶炼时不会生成二氧化硫，不易形成酸雨，对环境造成危害不大，选项D不符合题意，故选A。 【题型2 金属冶炼方法的选择】 【例2】我国夏代已经有青铜器，传说夏禹铸九鼎，史料中更有夏禹之子夏启炼铜的记载。冶铁技术大约出现在西周（公元前1046年～公元前771年）时期，冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法中不正确的是 A．金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱 B．炼铁时，加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅 C．金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程 D．工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁 【答案】D 【详解】A．金属活动性越强越难冶炼，金属活动性越弱，越容易冶炼，故金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱，A项正确； B．炼铁时，石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去铁矿石中的二氧化硅，B项正确； C．金属冶炼就是金属化合物变为金属单质的过程，就是金属得电子被还原过程，C项正确； D．工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，不能在水溶液中进行，D项错误； 答案选D。 【变式2-1】下列关于工业生产的说法正确的是 A．电解熔融MgO以获取金属镁 B．电解饱和食盐水可得金属钠 C．高温下用CO还原Al2O3可得金属铝 D．高温下用焦炭还原SiO2制得粗硅 【答案】D 【详解】A．MgO的熔点高，应电解熔融MgCl2以获取金属镁，故A错误； B．电解熔融氯化钠可得金属钠，故B错误； C．电解熔融可得金属铝，故C错误； D．高温下用焦炭还原制得粗硅，故D正确； 答案选D。 【变式2-2】从石器时代到青铜器时代，再到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．制钠：高温分解NaCl制备Na B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO2在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 C．制铜：“曾青（CuSO4）得铁，则化为铜”《淮南子》的过程发生置换反应 D．制铝：将Al（OH）3溶于盐酸中，电解所得AlCl3溶液 【答案】C 【详解】A．制钠：电解熔融的氯化钠制备钠，A错误； B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中铁的氧化物，B错误； C．制铜：“曾青（CuSO4）得铁，则化为铜”，利用铁与硫酸铜置换出金属铜，C正确； D．制铝：电解熔融的氧化铝，D错误； 故选C。 【变式2-3】工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 【答案】D 【详解】A．氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，不能用氯化铝代替氧化铝电解的方法制备金属铝，故A错误； B．炼铁高炉中焦炭与空气中的氧气高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳高温条件下赤铁矿还原为生铁，故B错误； C．由硫化亚铜获取粗铜时，通入过量氧气，过量的氧气高温下会将反应生成的铜氧化为氧化铜，降低铜的产量，故C错误； D．黄铜矿冶炼铜时，副产物二氧化硫是制备硫酸的原料，可以用于生产硫酸，氧化亚铁是炼铁的原料，可以用于炼铁，故D正确； 故选D。 【题型3 工业炼铁的工艺流程】 【例3】下列有关铁的冶炼的说法不正确的是 A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石 B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁 C．工业炼铁时会从炼铁炉的顶端吹入热空气 D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻再加热氧化铁 【答案】C 【详解】A．工业炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石，其中石灰石除去脉石，碳反应生成的一氧化碳做还原剂还原氧化铁生成单质铁，A正确； B．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，具有磁性，能吸引铁，B正确； C．工业炼铁时会从炼铁炉的低端吹入热空气，和下落的原料充分接触，发生反应，C错误； D．在实验室做一氧化碳还原氧化铁时应先通入一氧化碳片刻，排尽装置内的空气，再加热氧化铁，D正确； 故选C。 【变式3-1】下列有关高炉炼铁的说法正确的是 A．生成铁的反应是置换反应 B．加高炉顶，炉内CO2可完全转化为CO C．得到的生铁熔点高于纯铁 D．也可通过铝热反应制备铁单质 【答案】D 【详解】A．生成铁的反应是铁的氧化物与反应生成和，不属于置换反应，A项错误； B．焦炭与反应生成的反应是可逆反应，B项错误； C．生铁是铁碳合金，熔点低于纯铁，C项错误； D．也可通过铝热反应制备铁单质，铝热反应是指铝与高熔点金属氧化物反应产生铝氧化物和相应的金属单质，这体现了铝的强还原性，D项正确； 故选D。 【变式3-2】在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。 （1）“焦炭炼钢”是先将铁精矿（Fe2O3）和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得到生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。 ①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下， 夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来。 ②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2，则该钢铁厂每年排放CO2的质量为 万吨。 （2）为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂（含NaFe3O4），能将CO2转化为汽油，转化步骤如下： CO2CO（CH2）n汽油 ①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 。 ②下列说法错误的是 （填字母）。 A．所得汽油中含有C、H两种元素 B．NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价 C．上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求 （3）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。 ①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为 。 ②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有 。 【答案】 （1） CO 440 （2）H2O B （3）3H2+Fe2O32Fe+3H2O 不排放二氧化碳，无污染 【详解】 （1）①高炉炼铁的主要反应为，CO夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来； ②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2，设该钢铁厂每年排放CO2的质量为x万吨，则有： ，解得x=440； （2）①步骤Ⅰ中CO2和H2反应生成CO和H2O； ②A．反应前后元素种类不变，故所得汽油中含有C、H两种元素，A项正确； B．NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价和+2价，B项错误； C．由转化关系可以看出，上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求，C项正确；答案选B； （3）①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为3H2+Fe2O32Fe+3H2O； ②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”无二氧化碳生成，无污染。 【变式3-3】铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的组成进行探究。假设杂质不参与反应。 I.铁矿石中含氧量的测定： （1）按图组装仪器，以下实验操作顺序为 （填字母编号）。 a. 8.0g铁矿石放入硬质玻璃管中 b. 检查装置气密性 c. 点燃A处酒精灯 d. 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2 e. 撤掉酒精灯 f. 停止通入氢气 （2）装置C的作用是 。 （3）测得反应后装置B增重2.25g，则铁矿石中氧的百分含量为 。 II.铁矿石中含铁量的测定： 称取0.15g铁矿石，加入2mol/L硫酸45mL，加热溶解。冷却后过滤，收集滤液和洗涤液于烧杯中，稀释至100mL。移取10mL试样溶液于250mL烧杯中，加入4mol/L硫酸20mL，水70mL，苯代邻氨基苯甲酸指示剂2滴。在搅拌状态下，滴加三氯化钛溶液将Fe3+还原为Fe2+，再过量滴加5滴。逐滴加入0.05mol/L的Ce（SO4）2溶液将过量的Ti3+氧化，此时消耗的Ce（SO4）2溶液体积为0.25mL。继续加入0.05mol/L的Ce（SO4）2溶液，氧化Fe2+，此时消耗的Ce（SO4）2溶液总体积为4.00mL。已知Ce4+的还原产物通常为Ce3+。 请计算该铁矿石中铁的百分含量： （写出计算过程）。 III.由I、II实验数据综合分析，可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。 【答案】 I（1） badcef （2）防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响 （3）25.0% II. 70% III. Fe4O5 【分析】 Ⅰ（1）按照实验操作过程排序； （2）空气中的二氧化碳和水对实验有影响； （3）反应后装置B增重2.25g，即氢气和氧化铁反应后固体质量的增加值，可以根据差量法来计算； Ⅱ根据离子方程式Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，可根据Ce4+的标准液的物质的量来确定物质中的铁的质量分数； Ⅲ根据氧元素在物质中的质量分数与铁在物质中的质量数之比，可得Fe原子与O原子的物质的量之比，可得该铁矿石中铁的氧化物的化学式。 【详解】 Ⅰ（1）按图组装仪器，并检查装置的气密性；将8.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；从左端导气管处不断地通入H2，待装置C出口处氢气验纯后，再点燃A处酒精灯；充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至硬质玻璃管完全冷却；故答案为：badcef； （2）空气中的二氧化碳和水对实验有影响，装置C的作用是防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响。故答案为：防止空气中的二氧化碳和水进入B装置对实验结果产生影响； （3）测得反应后装置B增重2.25g，根据反应的实质，增加的是水的质量，所以氧元素的质量分数是，则铁矿中氧的百分含量为25.0%，故答案为25.0%； Ⅱ Fe2+与Ce4+反应的离子方程式为Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，消耗的Ce4+的物质的量与溶液中存在的Fe2+的物质的量相等，故溶液中亚铁离子的物质的量为（4.00-0.25）mL×10-3×0.05 mol/L =1.875×10-4mol，100mL溶液中含有的亚铁离子的物质的量为1.875×10-3mol，计算该铁矿石中铁的百分含量：； Ⅲ . 氧的质量分数为25%，铁的质量分数为70%，故可得Fe和O的原子数之比为，则分子式为Fe4O5。 【题型4 铝热反应及其应用】 【例4】某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1462 沸点/℃ 2467 2980 2750 —— （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理： （填“合理”或“不合理”）。 （2）将铝与Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引发铝热反应的实验操作是 。 （3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 （4）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是___________（填序号）。 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液 【答案】 （1）合理 （2）加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 （3）NaOH溶液 （4）B 【详解】 （1）由表中数据可知，铝的熔点远远低于铁。则反应的高温条件是铝未反应的铝熔化，与铁水熔在一起，故解释合理。 （2）引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3，插上镁条并将其点燃。 （3）检验铁铝合金中是否含有铝，可以利用铝能与碱溶液反应，而铁不能来检验，故实验所用的试剂是NaOH溶液，铝与NaOH溶液反应的离子方程式为。 （4）若用A、C溶解样品会产生SO2、NO等有毒气体，用D，则Fe不会与NaOH溶液反应，而用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体，故选B。 【变式4-1】铝热反应也是冶炼金属的方法之一。用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的各金属，耗铝量最少的是 A．Cr2O3 B．MnO2 C．V2O5 D．WO3 【答案】A 【详解】根据氧化物元素化合价的变化判断得失电子数目，得电子数目越少，还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少，金属元素的化合价的变化应最少。由Cr2O3生成1mol Cr，需得电子3mol；由MnO2生成1mol Mn，需得电子4mol；由V2O5生成1molV，需得电子5mol；由WO3生成1molW，需得电子6mol，则得电子最少的为Cr2O3，消耗的铝最少，故选A。 【变式4-2】某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2054 1535 1460 沸点/℃ 2467 2980 2750 （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁的低，此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金，你认为他的解释是否合理 （填“合理”或“不合理”）。 （2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。 （3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号），并说明理由： 。 A．浓硫酸   B．稀硫酸     C．稀硝酸   D．氢氧化钠溶液 【答案】 （1）合理 （2）NaOH溶液 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO＋3H2↑ （3）B 若用A、C溶解样品会产生SO2、NO等有毒气体，用D，则Fe不会与NaOH溶液反应，而用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体。 【详解】 （1）由表中数据可知，铝的熔点远远低于铁。则反应的高温条件是铝未反应的铝熔化，与铁水熔在一起，故解释合理。 （2）检验铁铝合金中是否含有铝，可以利用铝能与碱溶液反应，而铁不能来检验，故实验所用的试剂是NaOH溶液，铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO＋3H2↑。 （3）若用A、C溶解样品会产生SO2、NO等有毒气体，用D，则Fe不会与NaOH溶液反应，而用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体，故选B。 【变式4-3】某兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。    （1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是 。 （2）该铝热反应的化学方程式为 。 （3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入图B装置中，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以计算样品中残留铝的百分含量。 ①量气管在读数时必须进行的步骤是 。 ②取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL（换算成标准状况下）气体，则铝的百分含量为 。 ③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 （1）蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热 （2） （3）冷却至常温后调节量气管使左右液面相平 3.6% 偏大 【分析】铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠生成氢气，通过生成氢气气体体积结合反应化学方程式可以计算样品中残留铝的百分含量 【详解】 （1）浓硫酸具有脱水性，蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热，可以作印染剂； （2）在高温下四氧化三铁和铝生成氧化铝和铁，； （3）①为了防止气体热胀冷缩及液差导致的读数误差，量气管在读数时必须进行的步骤是冷却至常温后调节量气管使左右液面相平。 ②取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL（换算成标准状况下为0.002mol）氢气气体，，则铝为，百分含量为。 ③，如果装置没有橡胶管，导致氢氧化钠溶液加入后排出气体体积偏大，使得测出铝的百分含量将会增大。 【题型5 铝的冶炼】 【例5】铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，某工厂用铝土矿制氧化铝的流程如下图。 回答下列问题： （1）为了加快“酸浸”的反应速率，可以采取的措施 （写两点）；“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为 。 （2）流程中“操作”的名称是 ，得到“滤渣1”的主要成分是 （填化学式）。 （3）“除铁”步骤中，“滤渣2”的主要成分是 （填化学式）。 （4）“沉铝”步骤中，发生反应的化学方程式为 。 （5）写出Al（OH）3的一种用途 。 （6）工业冶炼铝用电解法，这种方法在冶炼金属中广泛应用，下列说法正确的是___________。 A．制取铝也可用电解熔融的方法 B．熔融Al2O3时加入冰晶石以降低其熔点 C．电解饱和氯化钠溶液制取金属钠 D．熔融时破坏离子键与共价键 【答案】 （1） 研磨铝土矿或 提高盐酸浓度 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O （2） 过滤 SiO2 （3）Fe（OH）3 （4）Na[Al（OH）4]+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3 （5）作胃酸中和剂或 阻燃剂 （6）B 【分析】铝土矿中的成分中与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3，不反应的是SiO2，所以经过滤得到滤渣1为SiO2，滤液中含有Al3+、Fe3+， 再加入过量烧碱，，Fe3++3OH-=Fe （OH）3↓，得滤渣2为Fe（OH）3，滤液a中为、NaOH （过量），NaOH能与过量的CO2反应生成NaHCO3，能与过量CO2反应，+CO2 （过量） =Al （OH） 3↓+NaHCO3，故滤液b为NaHCO3溶液， Al （OH）3沉淀经加热分解得到Al2O3，电解熔融氧化铝得到金属铝。 【详解】 （1）增大反应物的浓度、增大接触面积、升温等均能加快反应速率。为了加快“酸浸”的反应速率，可以采取的措施研磨铝土矿或 提高盐酸浓度（写两点）；据分析，“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。 （2）据分析，流程中“操作”的名称是过滤，得到“滤渣1”的主要成分是SiO2 （填化学式）。 （3）据分析，“除铁”步骤中，“滤渣2”的主要成分是Fe（OH）3 （填化学式）。 （4）据分析，“沉铝”步骤中，发生反应的化学方程式为Na[Al（OH）4]+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3。 （5）Al（OH）3具有微弱碱性，可作胃酸中和剂，另外受热分解时吸热生成高熔点的氧化铝和水，则Al（OH）3的一种用途为阻燃剂。 （6）A．氯化铝是共价化合物，制取铝不能用电解熔融的方法，A错误； B． Al2O3晶体的熔点很高，“电解”熔融的Al2O3会消耗大量的能量，冰晶石的作用是助熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化，B正确； C．水与金属钠反应，制取金属钠应电解熔融氯化钠，C错误； D．只含离子键，熔融时破坏离子键，D错误； 选B。 【变式5-1】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 信息提示：③发生的反应是：。 下列说法中错误的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是加热，而且d是氧化铝 D．⑤可采用活泼金属置换的方法 【答案】D 【分析】铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3+转化为偏铝酸根（b中含偏铝酸根），Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去Fe（OH）3沉淀，向滤液中通过量的二氧化碳，会生成Al（OH）3沉淀（c），Al（OH）3受热分解生成Al2O3（d），最后电解熔融Al2O3生成Al。 【详解】A．根据分析，①②中除加试剂外，还需要进行过滤操，A正确； B．a、b中铝元素的化合价相同，均为+3价，B正确； C．根据分析，Al（OH）3受热分解生成Al2O3，④进行的操作是加热，而且d是氧化铝，C正确； D．金属铝的冶炼通常采用电解熔融氧化铝的方法，不采用活泼金属置换的方法，D错误； 故选D。 【变式5-2】利用废铝箔（主要成分为,含少量等）制明矾的一种工艺流程如下： 下列说法中，不正确的是 A．操作a是过滤 B．步骤②中用代替稀硫酸也可以得到 C．步骤③所得溶液中含有的离子只有 D．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 【答案】C 【分析】废铝箔与过量的氢氧化钠反应产生溶于水的，Mg、Fe被过滤而分离。与适量的稀硫酸反应产生，过滤后与硫酸反应得到，溶液和饱和溶液经结晶后得到明矾。 【详解】A．操作a是过滤，滤液为和NaOH的混合溶液，滤渣为Mg、Fe，A正确； B．步骤②中用代替稀硫酸也可以得到，离子方程式为，B正确； C．步骤③所得溶液中含有的离子有H+、，C错误； D．溶液和饱和溶液经结晶后得到明矾，说明室温下明矾的溶解度小于和的溶解度，D正确。 故选C。 【变式5-2】从铝土矿（主要成分为A12O3，还含有少量SiO2、Fe2O3，等杂质）中提取A12O3并生产AlN的工艺流程如下： 注：SiO2在NaOH“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀 回答下列问题： （1）赤泥的主要成分为 （填化学式）。 （2）“酸化”时通入过量CO2的离子方程式 。 （3）“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为 。 （4）将铝粉和氧化铁的混合物点燃，反应放出大量的热量，称为铝热反应。该反应在生活中常被用于 。 【答案】 （1） （2） （3） （4）焊接铁轨或冶炼金属铁 【分析】铝土矿中加入NaOH溶液，SiO2和NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，Al2O3和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应：2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O═Na2Al2Si2O8↓+4NaOH，Fe2O3不溶于NaOH溶液，所以过滤得赤泥为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，滤液中含有NaAlO2和NaOH，向滤液中通入过量的CO2，发生反应NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3、NaOH+CO2=NaHCO3，过滤得到的沉淀为Al（OH）3，过滤得滤液主要为NaHCO3溶液，Al（OH）3灼烧得Al2O3，Al2O3、C、N2在高温下生成AlN，同时碳被氧化为CO； （1）通过以上分析知，赤泥的主要成分为不溶于NaOH溶液的碱性氧化物Fe2O3； （2）“酸化”时通入过量CO2与NaAlO2反应生成Al（OH）3，同时还生成NaHCO3，反应离子方程式为； （3）“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应物是C、N2、Al2O3，生成物是CO和AlN，反应条件是高温，反应方程式为； （4）铝热反应在生活中常被用于焊接铁轨或冶炼金属铁。 【题型6 铜、镁等金属的获取及冶炼】 【例6】钨是高熔点金属，工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示（已知H2WO4难溶于水），下列说法错误的是 A．将黑钨铁矿粉碎的目的是提高反应速率 B．共熔过程中空气的作用是氧化Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ） C．操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥 D．在高温下WO3，被氧化成W 【答案】D 【分析】在粉碎情况下将黑钨铁矿与纯碱和空气共熔，以提高反应速率；然后冷却、水浸后过滤得到钨酸钠溶液以及含氧化锰和氧化铁的滤渣；向滤液中加过量的浓硫酸生成难容的钨酸；然后再经过滤、洗涤、干燥的到钨酸；加热钨酸得到氧化钨；在高温下用氢气还原氧化钨得到单质钨。据此分析可得： 【详解】 A．将黑钨铁矿粉碎可增大接触面积，加快反应速率，故A不选； B．、中铁元素、锰元素的化合价均为，根据流程图可知，纯碱和黑钨铁矿粉在空气中共熔生成、、等，、中铁元素、锰元素的化合价分别为、，故共熔过程中空气的作用是氧化F（Ⅱ）和（Ⅱ），故B不选； C．钨酸钠和浓硫酸发生反应：，难溶于水，操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥，故C不选； D．氢气与反应生成水和W，钨元素的化合价降低，被还原，故选D； 答案选D。 【变式6-1】我国古人曾用反应：Cu2S＋O2SO2＋2Cu制铜，并最早发明了青铜器的铸造技术。下列说法不正确的是 A．青铜是铜的一种合金 B．Cu2S中铜元素显+1价 C．该反应属于置换反应 D．Cu2S只作还原剂 【答案】D 【详解】A．青铜是铜、锡合金，故A正确； B．Cu2S中硫元素-2价，铜元素显+1价，故B正确； C．置换反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，故C正确； D．Cu2S 硫元素升高，铜元素降低，既作还原剂又作氧化剂，故D错误； 答案选D。 【变式6-2】镁及其化合物有着广泛用途。工业上以菱镁矿（主要成分为，含以及少量等杂质）为原料制备纳米MgO的实验流程如下： （1）滤渣的主要成分为 。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。 （3）一定条件下CO(NH2)2与H2O反应生成CO2和一种弱碱，该反应的化学方程式为 。 （4）工业上还可用MgCl2和(NH4)2CO3为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO。取少量制得的该物质分散于某种液体溶剂中（两者不反应），能说明纳米MgO存在的简单方法是 。如图为反应温度对纳米）MgO产率的影响，据图分析反应的最佳温度为 。 【答案】 （1）SiO2 （2） （3） （4） 用一束光照射该分散系，在侧面会看到一条光亮的通路（或该分散系能产生丁达尔效应） 50℃ 【分析】菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3、SiO2）加入稀硫酸酸溶，二氧化硅不反应，过滤分离，滤渣为SiO2，过滤得到滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤液中加入过氧化氢，将Fe2+氧化为Fe3+，与反应生成和弱碱，过滤干燥得到氢氧化镁沉淀，高温煅烧制备纳米氧化镁； 【详解】 （1）根据分析，滤渣的主要成分为SiO2；故答案为：SiO2； （2）加入过氧化氢，将Fe2+氧化为Fe3+，； 故答案为：； （3）在一定条件下CO（NH2）2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱，依据原子守恒可知弱碱为一水合氨，反应的化学方程式为：； 故答案为：； （4）利用丁达尔现象可鉴别胶体，所以能说明是纳米MgO存在的简单方法是用一束光照射，在侧面会看到一条光亮的通路，图1为反应温度对纳米MgO产率的影响，50℃时氧化镁产率最大，温度再高，产率减小，故反应的最佳温度为50℃；故答案为：用一束光照射该分散系，在侧面会看到一条光亮的通路（或该分散系能产生丁达尔效应） ； 50℃。 【变式6-3】钨是我国的丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨（W）酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质，工业冶炼钨的流程如下： 已知：①钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水 ②离子完全沉淀的pH：SiO为8，WO为5 ③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨 （1）为加快水浸的速率，可采取 等措施（任写一条）；滤渣B的主要成分是 （写化学式）。 （2）CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式为 。 （3）调节pH的适宜范围是 ，调节pH可选用的试剂是 （填字母序号）。 A．氨水  　  B．盐酸      C．　氢氧化钠溶液       D．碳酸钠溶液 （4）检验沉淀C已洗涤干净的具体操作是 。 （5）根据铝热反应的原理可以用WO3制取钨，化学方程式为 ；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是 。 【答案】 （1） 粉碎、搅拌、加热（任意答一条） H2SiO3 （2）CaWO4＋Na2CO3Na2WO4＋CaO＋CO2↑ （3） 5＜pH≤8 B （4）取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 （5） WO3＋2AlW＋Al2O3 若用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题 【分析】白钨矿的主要成分是CaWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质，白钨矿与碳酸钠在1000℃温度下反应，SiO2与碳酸钠会反应生成硅酸钠，Fe2O3不反应，得到的混合物用水浸取，过滤后的滤液经过系列操作得到WO3，说明碳酸钠与CaWO4反应生成Na2WO4，则滤渣A为Fe2O3等，滤液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再调节pH在5～8之间，使SiO转化为H2SiO3沉淀（滤渣B）过滤除去，母液中含有Na2WO4，再加入盐酸得到沉淀C为H2WO4，灼烧产生三氧化钨和水，再还原得到钨，据此分析解答。 【详解】 （1）粉碎固体、搅拌、升高温度，均能加快水浸的速率；结合上述分析可知，滤渣B的主要成分是H2SiO3，故答案为：粉碎、搅拌、加热（任意答一条）；H2SiO3； （2）CaWO4与纯碱反应生成Na2WO4、CaO与二氧化碳，CaWO4＋Na2CO3Na2WO4＋CaO＋CO2↑； （3）根据已知信息可知，离子完全沉淀的pH：SiO为8，WO为5，上述工艺流程中，调节pH的目的是使SiO转化为H2SiO3沉淀（滤渣B）过滤而除去，所以其pH范围为：5＜pH≤8，应该加入酸性物质，选项中只有盐酸符合题意，故B正确，故答案为：5＜pH≤8；B； （4）沉淀C为H2WO4，根据工艺流程可知，洗涤液最有可能含氯离子，所以检验该沉淀是否已洗涤干净的具体操作是取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净； （5）铝热剂为WO3和Al，根据铝热原理可知，该反应方程式为：WO3＋2AlW＋Al2O3；若用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$