9.1 金属的冶炼方法（分层作业）化学苏教版必修第二册

第一单元 金属的冶炼方法 分层作业 1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 A．金属的化合价高低 B．金属的活动性强弱 C．金属的导电性强弱 D．金属在地壳中的含量多少 【答案】B 【详解】对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱，结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识，可知金属活动性越强，金属的冶炼越难，这也影响了人类对金属的使用； 答案选B。 2．金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 【答案】B 【详解】A．电解熔融氯化钠制取钠，是从化合物(NaCl)中还原出金属单质(Na)，符合金属冶炼的定义，A正确； B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是将金属单质(Fe)转化为化合物(Fe3O4)，属于氧化反应，而非从化合物中还原出单质，B错误； C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应，是从化合物(Fe2O3)中还原出铁单质(Fe)，是将化合态的铁还原为单质铁，属于热还原法冶炼金属，C正确； D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜，是从化合物(CuSO4)中还原出铜单质(Cu)，属于湿法冶金，符合金属冶炼的定义，D正确； 故答案选B。 3．冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ、火烧孔雀石炼铜；Ⅱ、湿法炼铜。现代有：Ⅲ、铝热法炼铬；Ⅳ、从光卤石()中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是 A．Ⅰ，① B．Ⅱ，② C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④ 【答案】B 【详解】A．火烧孔雀石炼铜（Ⅰ）是通过加热孔雀石[Cu2(OH)2CO3]分解得到CuO，再用焦炭还原：2CuO + C 2Cu + CO2，属于焦炭法，对应①，A正确； B．湿法炼铜（Ⅱ）是用铁从铜盐溶液中置换铜：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu，属于活泼金属置换法，对应③，而非水煤气法（②），B错误； C．铝热法炼铬（Ⅲ）是利用铝还原铬的氧化物：Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3，属于活泼金属置换法，对应③，C正确； D．从光卤石[KCl·MgCl2·6H2O]中炼镁（Ⅳ）需提取MgCl2后电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）Mg + Cl2↑，属于电解法，对应④，D正确； 故答案为：B。 4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是 A．在通电条件下，电解饱和食盐水制备金属Na B．在通电条件下，电解熔融MgO制备单质Mg C．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 【答案】C 【详解】A．制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法，电解溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，故A错误； B．Mg为活泼金属，电解熔融MgO理论上可以制备单质Mg， 但是MgO熔点高，熔融MgO需消耗大量能源，常通过电解熔融MgCl2制备镁，故B错误； C．Al为活泼金属，应用电解熔融Al2O3制备，故C正确； D．制备单质Cu用热还原法制备，故D错误； 故C正确。 5．下列反应能发生且离子方程式书写正确的是 A．将Na加入溶液中： B．铁粉与稀硫酸反应： C．和水反应： D．氧化镁和盐酸反应： 【答案】D 【详解】A．金属钠先和水反应，生成的氢氧化钠与硫酸铜反应，不能置换出铜，离子方程式为：，A错误； B．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为：，B错误； C．和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱酸不能拆开，离子方程式为：，C错误； D．氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，离子方程式为：，D正确； 答案选D。 6．锡(Sn)是“五金”之一，它的金属活动顺序位于铁和铜之间，则下列反应一定不会发生的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】在金属活动性顺序中，只有排在氢前的金属才可以和稀酸溶液反应生成氢气，只有排在前面的金属才可以把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来(钾、钙、钠除外)，Sn排在Zn后面，无法发生反应； 故选D。 7．下列化学工艺流程不可行的是(部分反应条件省略) A．实验室从海带中提取单质碘：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏 B． C．石英砂粗硅高纯硅 D．铝土矿 【答案】A 【详解】A．海带中的碘以碘离子形式存在，提取单质碘需氧化步骤（如加入或），流程中缺少“氧化”步骤，无法得到，直接萃取无效，A不可行； B．高温氧化生成，催化氧化为，与水反应生成，B可行； C．石英砂与焦炭高温生成粗硅，粗硅与反应生成，SiHCl3再与高温还原为高纯硅，C可行； D．铝土矿用过量溶解生成，通生成沉淀，氢氧化铝煅烧得，电解熔融氧化铝制，D可行； 故选A。 8．工业上获得金属材料的方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．利用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要小得多 B．通过热还原法可从赤铁矿中得到生铁，制取金属镁也可用此法 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，FeO可用作冶炼铁的原料 【答案】D 【详解】A．铝土矿制铝要消耗电能，则用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要大得多，A错误； B．镁为活泼金属，需要使用电解法而不是热还原法制取，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，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，D正确； 故选D。 9．高炉炼铁如下图。以其技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低等优点，成为冶炼铁的主流方法，这种方法生产的铁占世界铁总产量的95%以上。有关说法错误的是 A．600℃时铁元素发生的反应可能为 B．固态原料和还原性气体逆流，可以提高冶炼铁的效率 C．高炉炼铁生产的铁为含碳量较大的生铁，需进一步除碳制备较纯净的铁 D．高炉煤气含CO，可直接作为燃料 【答案】D 【详解】A．根据图示，随温度升高，氧化铁逐步发生反应，600℃时铁元素发生的反应可能为，故A正确； B．固态原料和还原性气体逆流，可以增大接触面积，加快反应速率，提高冶炼铁的效率，故B正确； C．高炉炼铁生产的铁为含碳量较大的生铁，进一步除碳、硫、磷、硅等杂质制备较纯净的铁，故C正确； D．高炉煤气需要去除其中的灰尘和其他杂质，再用作燃料，故D错误； 选D。 10．Al2O3可以从铝土矿中获得，铝土矿的主要成分为Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质。经过“酸溶法”或“碱溶法”等都可以去掉杂质得到Al2O3.19世纪后期，美国的霍尔和法国的埃鲁先后独立发明了电解Al2O3法生产铝。2Al2O34Al+3O2↑[冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂，降低氧化铝熔点] (1)上述涉及到Al、Na、O、F、Si、Fe六种元素中，不是主族元素的是______ (2)制造“中国芯”芯片的核心元素Si位于元素周期表第______周期第___族。冰晶石(Na3AlF6)晶体中阴、阳离子各一种，阴离子符号_____。 (3)用“＞”或“＜”填空： 原子半径 非金属性 熔点 Al____Si O_____ F 二氧化硅____晶体硅 【答案】 Fe 三 IVA ＞ ＜ ＞ 【详解】(1)上述涉及到Al、Na、O、F、Si、Fe六种元素中，Fe是第Ⅷ族元，不是主族元素； (2)制造“中国芯”芯片的核心元素Si是14号元素，位于元素周期表第三周期第IVA族，冰晶石(Na3AlF6)晶体中阴、阳离子各一种，阴离子符号为； (3)Al、Si是同一周期元素，且Si在Al的右边，故原子半径Al>Si，O、F是同一周期元素，且F在O的右边，故非金属性O＜F，二氧化硅和晶体硅均为原子晶体，但二氧化硅中硅氧键键长比晶体硅中硅硅键键长更短，故熔点二氧化硅>晶体硅。 11．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。回答下列问题： (1)“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为______。 (2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，生成白色的沉淀。写出发生反应的离子方程式：______。 (3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作为电极的石墨易消耗，原因是_____。 (4)冰晶石-熔体电解法仍然是目前工业生产金属铝的唯一方法。实验室利用以下装置能达到制备Al2O3的实验目的是____(填字母)。 (5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________。 【答案】(1)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2)[Al(OH)4]-+HC=Al(OH)3↓+C+H2O (3)石墨电极被产生的O2氧化 (4)D (5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏铝粉表面的Al2O3薄膜 【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，过滤Ⅰ得到的滤渣为Fe2O3和铝硅酸钠，碳酸氢钠与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3，过滤Ⅱ得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，“电解I”为电解氧化铝生成Al和氧气，以此解答。 【详解】（1）“碱溶”时，Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-； （2）“过滤Ⅰ”所得滤液为Na[Al(OH)4]溶液，加入NaHCO3溶液，生成的白色沉淀是Al(OH)3，则该过程的离子方程式为[Al(OH)4]-+=Al(OH)3↓++H2O； （3）根据图可知，该过程有O2产生，容易氧化作为电极的石墨，故石墨易消耗； （4）A．硫酸与CaCO3反应生成的微溶CaSO4包裹在反应物表面，阻止反应的进一步发生，A不能达到实验目的； B．气体应“长进短出”，B不能达到实验目的； C．“过滤”时漏斗下端应紧靠烧杯内壁，防止液滴飞溅，C不能达到实验目的； D．在坩埚中加热Al(OH)3固体，使其分解生成Al2O3，D能达到实验目的； 故选D。 （5）加热时，NH4Cl分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化铝薄膜，有利于反应进行。 12．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜和制备硫酸的生产流程如图所示： 已知：冰铜主要成分是Cu2S、FeS，泡铜主要成分是Cu2O、Cu。 回答下列问题： (1)提高黄铜矿焙烧利用率的措施有___________(答两条)。 (2)“焙烧Ⅱ”被称为“火法炼铜”，Cu2S转化为Cu2O，Cu2O继续与Cu2S反应生Cu，写出Cu2O与Cu2S反应的化学方程式：___________。 (3)“铝热反应”中，每消耗1 mol铝，理论上可以获得___________g铜。 (4)写出“氧化”步骤发生反应的化学方程式：___________。 【答案】(1)黄铜矿粉碎、通入足量的空气 (2) (3)192 (4)2SO2+O22SO3 【分析】由题给流程可知，向黄铜矿中加入石英砂，在空气中焙烧得到气体A二氧化硫和含有硫化亚铜和硫化亚铁的冰铜；二氧化硫与空气中的氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸；向冰铜中加入石英砂，在空气中焙烧得到熔渣和含有铜和氧化亚铜的泡铜。 【详解】（1）黄铜矿粉碎、通入足量的空气等措施能提高黄铜矿焙烧利用率； （2）由题意可知，焙烧Ⅱ中氧化亚铜和硫化亚铜发生的反应为氧化亚铜和硫化亚铜高温条件下反应生成铜和二氧化硫，反应的化学方程式为； （3）泡铜与铝高温条件下发生铝热反应得到粗铜，化学方程式为，由方程式知，每消耗1 mol铝，理论上可以获得3 mol铜，3 mol铜的质量为192 g； （4）由分析知，二氧化硫与空气中的氧气发生催化氧化反应生成三氧化硫，“氧化”步骤发生反应的化学方程式2SO2+O22SO3。 13．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是 A．高锰酸钾溶液、“84消毒液”均具有强氧化性，可用于杀菌消毒 B．目前，我国加碘食盐中主要添加的是碘单质 C．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入后可增加钢的韧性、抗氧化性 D．新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久，运用作供氧剂 【答案】B 【详解】A．高锰酸钾溶液、“84”消毒液具有强氧化性，可以使蛋白质变性，从而杀死细菌和病毒，A正确； B．目前，我国加碘食盐中主要添加的是碘酸钾，B错误； C．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，可以明显改善金属性能，其加入后可增加钢的韧性、抗氧化性，C正确； D．过氧化钠与水或者二氧化碳反应生成氧气，可以做供氧剂，D正确； 故选B。 14．从含有浓度相近的和的废水中回收和有关金属。取样后，向其中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法错误的是 A．若所得滤液为无色，则滤液中溶质只有 B．若所得滤液为浅绿色，则滤渣只有铜 C．若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣中至少含有两种金属 D．若向滤渣中加入稀硫酸，无气泡产生，则滤液中至少含有两种溶质 【答案】B 【详解】A．若滤液无色，说明CuSO4和FeSO4均与Zn完全反应，溶质只有生成的ZnSO4，故A正确； B．若滤液为浅绿色，说明溶液中含有，则已完全反应，滤渣中一定含有。此时加入的锌可能恰好与反应完，也可能与部分发生了反应，因此滤渣中可能还含有，因此“滤渣只有铜”的说法错误，故B错误； C．滤渣与稀硫酸反应产生气泡，说明滤渣中一定含活泼金属Fe，根据反应顺序，Fe被置换时Cu必先被置换，因此滤渣至少含Fe和Cu两种金属，故C正确； D．滤渣与稀硫酸无气泡，说明滤渣中无Zn、Fe。此时滤液中至少含FeSO4和ZnSO4，故D正确； 选B。 15．矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 【答案】B 【详解】A．铝热反应利用铝的强还原性，可还原锰的氧化物冶炼金属锰，故A正确； B．金属冶炼方法主要依据金属活动性强弱，而非熔点高低，故B错误； C．湿法炼铜通过Fe与Cu2+反应置换出Cu，故C正确； D．青铜器（(铜锡合金)早于铁器，金银因性质稳定更早被使用，故D正确； 答案为B。 16．关于金属冶炼，下列说法中正确的是 A．锈蚀后的铁制品没有回收冶炼价值 B．像铁铝等活泼金属可以通过热分解法来冶炼 C．金属的冶炼方法与金属离子的氧化性无关 D．金属冶炼的本质是化合态的金属元素还原为金属单质的过程 【答案】D 【详解】A．锈蚀后的铁制品可以用于提炼铁，金属铁回收再利用，故A错误； B．金属的冶炼方法与金属活动性有关。特别活泼的金属如K、Ca、Na、Mg、Al采用电解方法冶炼，而比较活泼的金属如Fe，则采用热还原方法冶炼，不活泼金属如Cu则采用热分解方法冶炼，故B错误； C．金属的冶炼方法与金属离子的氧化性有关，金属离子氧化性越强，其冶炼方法越简单，比如氧化银采用热分解法，金属离子氧化性越弱，其冶炼方法越难，比如电解熔融氯化钠得到钠，故C错误； D．金属阳离子得到电子被还原生成金属单质，为金属冶炼的本质，故D正确； 故选：D。 17．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是 选项 金属 冶炼原理 A Fe 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe B Hg 2HgO=2Hg+O2↑ C Mg H2+MgOMg+H2O D Cu Cu2S+ O22Cu+SO2 【答案】C 【详解】A．Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2)、活泼金属等，将金属从其化合物中还原出来，即可以用铝热反应冶炼，A正确； B．Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，B正确； C．由于金属镁的还原性强，形成的化合物很稳定，所以应该选择电解熔融的氯化镁方法，故C不合理； D．该方法属于火法炼铜，是冶炼金属铜的方法之一，故D正确； 答案选C。 18．在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．HCl制备：NaCl溶液和 B．金属Mg制备：溶液 C．漂白粉制备与使用： D．硫酸工业： 【答案】A 【详解】A．电解NaCl溶液生成H2和Cl2，H2和Cl2点燃生成HCl，转化可实现，A正确； B．电解MgCl2溶液不能生成Mg，而是生成Mg(OH)2、H2和Cl2，B错误； C．Cl2在CaCl2溶液中不能反应生成Ca(ClO)2，C错误； D．SO2与水反应生成H2SO3而非H2SO4，需先氧化为SO3，D错误； 故选A。 19．某地区蕴藏着丰富的赤铁矿（主要成分为，还含有等杂质）、煤、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，并相应建立焦化厂（焦化厂的主要产品有焦炭等）、发电厂、水泥厂，形成一定规模的工业体系。甲、乙、丙、丁为相应厂的主要原料，其中丙为 A．石灰石 B．煤 C．赤铁矿 D．黏土 【答案】A 【详解】煤燃烧可以发电，煤的干馏制造煤焦油，则甲为煤；赤铁矿、石灰石是炼铁的原料，石灰石和黏土是生产水泥的原料，则乙为赤铁矿，丙为石灰石，丁为黏土，故选A。 20．以粉煤灰(主要成分为Ga2O3，含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示： 已知：镓的活动性与锌相似，比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。 下列说法正确的是 A．“溶浸”过程发生了电子的转移 B．滤渣1、滤渣2的种类不相同 C．由Ga2O3→Ga采取电解法 D．CO2也可以用过量的稀盐酸代替 【答案】B 【分析】由题干信息可知，滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]，即流程图中，从粉煤灰到Ga是镓元素守恒，从粉煤灰到“滤渣2”是铝元素守恒，周期表中镓在铝的正下方，活动性与锌相似，属于两性元素，氧化镓和氧化铝都是两性氧化物，“溶浸”的目的是溶解氧化镓和氧化铝，使之生成Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4]，同时使氧化钙转化为碳酸钙沉淀，过滤除去碳酸钙，在向滤液1中加入酸调节pH将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3而除去，继续向滤液2中通入足量的CO2将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3，灼烧Ga(OH)3得到Ga2O3，由于镓的活动性与锌相似，比铝低，则采用热还原法来冶炼Ga，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，“溶浸”过程即将Ga2O3、Al2O3分别转化为Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4] ，而CaO转化为CaCO3，未有元素的化合价发生改变，即没有发生电子的转移，A错误； B．由分析可知，滤渣1为CaCO3，属于盐类，滤渣2为Al(OH)3，属于两性氢氧化物，即种类不相同，B正确； C．“镓的活动性与锌相似”，工业上大规模制备为了降低成本，采用还原剂还原的方法，C错误； D．若用过量的稀盐酸代替，生成GaCl3，D错误； 故答案为：B。 21．铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿(其主要成分为)为原料，运用火法炼铜工艺得到铜。现代在火法炼铜工艺的基础上发展出闪速炼铜工艺。对比二者原理如图： (1)“闪速炼铜”速率远快于“火法炼铜”，由此可知，___________炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细。 (2)火法炼铜中，持续向中鼓入空气并维持高温状态，这说明反应是___________(吸收/放出)热量，反应的化学方程式___________。 (3)反应生成的可用于工业制造一种酸，请写出这种酸___________(化学式)；可被石灰乳吸收，请说明其吸收效果优于石灰水的原因：___________。 (4)火法炼铜中，炉渣是由2种物质化合生成的，请写出沙子提供的物质___________(填化学式)。 (5)对比火法炼铜，闪速炼铜的优势有___________(填序号)。 a．高温更少，节约能源 b．原料更少，节省成本 c．无污染 【答案】(1)闪速 (2) 吸收 (3) 石灰乳中的浓度更大，能吸收更多 (4) (5)ab 【分析】对比火法炼铜和闪速炼铜原理，以黄铜矿为原料，火法炼铜中，高温下与空气反应得到铁铜氧化物和SO2气体，产物再与CuS2、FeO、沙子高温反应，得到FeSiO3，继续与空气反应得到SO2气体和Cu单质，闪速炼铜中，黄铜矿与空气高温反应 得到SO2、Fe3O4和铜的化合物，铜的化合物再与Cu2S、空气高温反应得到Cu和SO2。 【详解】（1）“闪速炼铜” 速率远快于 “火法炼铜”，要加快反应速率，可通过增大反应物接触面积实现，所以闪速炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细，以增大与空气的接触面积； （2）持续向中鼓入空气并维持高温状态，说明该反应需要不断吸收热量来维持反应进行，所以反应是吸收热量； Cu2S与氧气在高温下反应生成铜和二氧化硫，化学方程式为； （3）SO2与氧气反应得到SO3，SO3与水反应生成硫酸，所以SO2可用于工业制造硫酸(H2SO4)； 氢氧化钙微溶于水，石灰乳是氢氧化钙的悬浊液，石灰水是氢氧化钙的稀溶液，石灰乳中氢氧化钙浓度更大，能与更多的SO2发生反应，所以石灰乳的吸收效果优于石灰水； （4）炉渣FeSiO3由铁、硅、氧元素组成，根据流程图，在火法炼铜中，铁元素来自FeO，沙子提供含硅元素的物质，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数不变，FeO中Fe、O的原子个数比为1∶1，而FeSiO3中Fe、O的原子个数比为1∶3，可知沙子提供的物质是SiO2.； （5）a、从工艺流程看，闪速炼铜步骤相对火法炼铜更简洁，高温环节可能更少，能节约能源，该选项正确； b、火法炼铜需要使用沙子，而闪速炼铜不需要使用沙子，因此原料更少，能节省成本 ，该选项正确； c、闪速炼铜过程也会产生SO2等污染物，并非无污染，该选项错误。 故选ab。 22．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物，现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是：①将金属单质转化为氧化物；②_______。 (2)“碱浸”时发生反应的物质为_______(填化学式)，该反应的离子反应方程式为_______。 (3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______。 (4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al，写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式_______。 (5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为_______(填化学式)，加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有_______(写出离子反应方程式)。 (6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质_______。 【答案】(1)除去有机物 (2) Al2O3 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (3)漏斗 (4)↑ (5) Fe Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+ (6)将久置绿矾晶体溶于稀硫酸，滴加2-3滴KSCN溶液，若溶液变红，则绿矾晶体已变质 【分析】废旧金属材料焙烧得到Fe2O3、Al2O3、CuO，碱浸溶解Al2O3，滤渣Ⅰ含有铁的氧化物、CuO，硫酸溶解滤渣Ⅰ，得到铁的硫酸盐、硫酸铜溶液，加过量的铁粉，置换出铜，并把硫酸铁还原为硫酸亚铁，过滤所得滤渣Ⅱ中含有铁、铜，用硫酸溶解铁粉，分离出铜，滤液2溶质为硫酸亚铁，蒸发浓缩硫酸亚铁溶液、冷却结晶得FeSO4⋅7H2O；滤液Ⅰ中溶质主要为Na[Al(OH)4]，通过系列操作可回收Al。 【详解】（1）“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物，并除去有机物； （2）“碱浸”时发生反应的物质为Al2O3，反应的离子反应方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-； （3）“操作Ⅰ”为过滤，需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗； （4）由冶炼生成Al的化学方程式为↑； （5）试剂a为铁粉(Fe)，加入铁粉后，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜、铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，反应的离子方程式有Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+； （6）绿矾晶体具有还原性，容易被氧气氧化生成硫酸铁，故在空气中久置易变质，设计实验验证绿矾晶体是否已变质即检验晶体中是否含Fe3+，实验设计：将久置绿矾晶体溶于稀硫酸，滴加2-3滴KSCN溶液，若溶液变红，则绿矾晶体已变质。 23．工业上用铝土矿(主要成分是 Al2O3，还含有 Fe2O3、SiO2)提取氧化铝做冶 炼铝的原料(纯净的 Al2O3)，某研究性学习小组设计了如下提取流程： 请回答下列问题： (1)操作①的名称是___________，操作③用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角____________。 (2)固体②的颜色为___________。 (3)流程④中生成 Al(OH)3 的离子方程式是___________。 (4)上述流程不涉及的化学反应类型是___________。 A．复分解反应    B．氧化还原反应    C．化合反应    D．分解反应 (5)用固体①制备硅酸，涉及的化学反应方程式为___________、___________。 (6)有一种含铁、硅等元素的矿石，其主要成分的化学式为 Na2Fe5(OH)2Si8O22，该物质中+2 价铁与+3 价铁的物质的量之比为___________。将mg该矿石用足量的酸溶解后，加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为 Fe2+，过滤后滤液用 c mol/L 的 KMnO4酸性溶液与Fe2+反应，用去VmL溶液。该矿石中铁元素的质量分数为____________(用含 m、c、V 的代数式表示)。 【答案】 过滤 坩埚（坩埚钳） 红褐色 AlO + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO B SiO2 ＋2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 + 2HCl= 2NaCl+ H2SiO3↓ 3:2 【分析】铝土矿的主要成分为Al2O3，还含有 Fe2O3、SiO2，铝土矿中加入过量盐酸溶解后，Al2O3、Fe2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，则固体①为SiO2；滤液①中含有AlCl3、FeCl3、HCl，加入过量NaOH，HCl和NaOH反应生成水和NaCl，AlCl3、FeCl3都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀和NaCl，氢氧化铝易溶于NaOH溶液中生成NaAlO2和水，过滤所得的固体②为Fe(OH)3，加热分解生成固体③为Fe2O3，滤液②中含有NaAlO2、NaOH、NaCl；在滤液②中通入过量二氧化碳气体，得到Al(OH)3沉淀，加热分解生成Al2O3，滤液④中含有NaHCO3、NaCl，加入CaO，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与NaHCO3反应生成CaCO3和NaOH，其中NaOH可循环使用，以此解答该题。 【详解】(1)操作①的名称是过滤；操作③为加热分解Fe(OH)3固体，用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角，还有坩埚(坩埚钳)； (2)由分析知，固体②为Fe(OH)3，颜色为红褐色； (3)流程④中生成 Al(OH)3 的离子方程式是AlO + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO； (4)反应①②④⑤为复分解反应，反应③为分解反应，氢氧化铝加热生成氧化铝是分解反应，不涉及氧化还原反应； (5)用SiO2制备硅酸，涉及的化学反应方程式为SiO2 ＋2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O 、Na2SiO3 + 2HCl= 2NaCl+ H2SiO3↓； (6)设该物质的化学式中+2 价铁有x个，+3 价铁有y个，则根据铁原子守恒得：x+y=5，根据化合价代数和为0得：1×2+2x+3y+4×8=1×2+2×22，解得：x=3，y=2，则该物质中+2 价铁与+3 价铁的物质的量之比为3：2；KMnO4与Fe2+反应的离子方程式为，则可得关系式，则Fe2+物质的量为，则该矿石中铁元素的质量分数为。 24．中华文化源远流长。下列与化学相关的描述错误的是 A．《抱朴子》中记载：“丹砂(HgS)烧之成水银”，是通过热分解法获得金属单质 B．《梦溪笔谈》中记载：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及湿法炼铜的原理 C．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中蚕丝的主要成分为纤维素 D．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金在自然界中以单质形式存在 【答案】C 【详解】A．HgS受热分解生成汞和单质硫，汞、银这类不活泼金属通过热分解法冶炼获得，A正确； B．胆矾为CuSO4·5H2O，其溶液可以与铁发生置换反应，生成单质铜，B正确； C．蚕丝的主要成分为蛋白质，C错误； D．金化学性质不活泼，在自然界中以单质形式存在，D正确； 故选C。 25．下列有关金属冶炼的说法正确的是 A．制：高温分解制备 B．制：将溶于盐酸中，电解所得溶液 C．制：将海水富集得到的氯化镁溶液电解得到镁和氯气 D．制：将铝粉与难熔的以一定比例混合后，高温冶炼得到锰 【答案】D 【详解】A．电解熔融氯化钠生成钠单质，氯化钠高温不分解，A错误； B．是活泼金属，工业上电解熔融的氧化铝生成铝单质和氧气，B错误；    C．镁是活泼金属，工业上电解熔融的氯化镁得到镁和氯气，而不是电解氯化镁溶液，C错误； D．铝的活泼性大于锰，可以将铝粉与难熔的以一定比例混合后，利用铝热反应高温冶炼得到锰，D正确； 故选D。 26．下列有关说法不正确的是 A．工业上一般通过电解熔融NaCl得到钠单质 B．可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁 C．镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛 D．火烧焦炭与孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中转移4 mol电子时，2 mol铜离子被还原 【答案】C 【详解】A．因熔融NaCl电解生成Na和Cl2，工业上电解熔融NaCl制钠，A正确； B．铝能还原铁氧化物，可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁，B正确； C．镁与CO2反应，镁还原TiCl4需惰性气体环境，C错误； D．孔雀石炼铜时+2价铜生成0价铜，得到2个电子；当转移4mol电子有2mol Cu2+被还原，D正确； 故选C。 27．地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿(主要成分为)冶炼铝的流程示意图(部分设备和原料已省略)，下列说法正确的是 A．电解的方程式为 B．该铝土矿中的质量分数为50% C．该流程电解铝过程中铝的损失率约为5.6% D．该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约3%∼5% 【答案】C 【详解】A．电解氧化铝的方程式为，故A错误； B．4吨铝土矿一系列流程能够得到2吨氧化铝，流程中会有一定损失，则该铝土矿中的质量分数大于50%，故B错误； C. ，实际得到1kg蠢纯铝，则损失率约为，故C正确； D．该流程需要电解铝，其能耗比回收饮料罐得到铝的能耗高，故D错误； 故选C。 28．中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．在“细菌氧化”中发生的方程式为 B．相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为无需控温 C．“浸金”中的作用为让被氧化的同时转化为浸出 D．“沉铁砷”时需加碱调节，生成的胶体能促进含微粒的沉降 【答案】B 【分析】向含金硫化矿粉(其中细小的颗粒被包裹)中加入硫酸溶液，在足量空气和pH为2的条件下发生细菌氧化，生成、和，不反应。过滤得到含、和的滤液①和含Au滤渣；将滤液①加中加碱调节，生成胶体，胶体能促进含微粒的沉降。向滤渣中加入溶液并通入空气，Au与空气中的和反应得到含的浸出液，再与反应得到和。 【详解】A．根据分析可知，金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，则“细菌氧化”时在酸性条件下被氧化为硫酸铁，方程式为：，A正确； B．细菌的活性与温度息息相关，高温会导致细菌死亡，因此细菌氧化需要控温，B错误； C．浸金时，Au与空气中的和反应得到含的浸出液，的作用是为让被氧化的同时转化为浸出，C正确； D．“沉铁砷”时，加碱调节pH值使转化为胶体，胶体能吸附含砷微粒，促进含微粒的沉降，D正确； 故选B。 29．2022年春节联欢晚会中《只此青绿》为我们呈现了宋代《千里江山图》里的山清水秀。《千里江山图》里的绿色来自孔雀石，其主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，还含有FeO、Fe2O3、SiO2。工业上以孔雀石为原料制备CuSO4⋅xH2O晶体的流程如下图： (1)“滤渣1”的主要成分为_______(填化学式)。 (2)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______。该过程需在室温下进行，温度过高，反应速率变慢，原因是_______。 (3)“除杂”步骤的离子方程式为_______。 (4)从滤液2中得到晶体的操作为_______、_______过滤、乙醇洗涤、干燥。乙醇洗涤的目的为：①洗去晶体表面的杂质；②_______；③_______。 (5)工业上，以孔雀石为原料冶炼铜，最适宜的方法是_______(选填“热分解法”、“热还原法”或“电解法”)。 【答案】(1)SiO2 (2) 温度过高，分解，速率变慢 (3) (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 减小晶体溶解度 易于干燥 (5)热还原法 【分析】孔雀石中加入足量稀硫酸，CuCO3·Cu(OH)2、FeO和Fe2O3均被酸溶解生成Cu2+、Fe2+和Fe3+三种金属离子，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤可除去，滤渣1为二氧化硅；过氧化氢可将Fe2+氧化为Fe3+，通过加入CuO调节溶液pH，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀以除去，得含有CuSO4的溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作得到硫酸铜晶体。 【详解】（1）二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤可除去，所以“滤渣1”的主要成分为SiO2； （2）“氧化”过程中过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式：；该过程需在室温下进行，温度过高，反应速率变慢，原因是温度过高，H2O2分解，速率变慢； （3）“除杂”步骤中加入氧化铜，消耗H+，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，反应离子方程式：； （4）滤液2中含CuSO4，得到晶体的操作为蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥；乙醇洗涤洗去晶体表面的杂质同时还可以减小晶体溶解度，乙醇易挥发，易于干燥； （5）CuCO3·Cu(OH)2受热先分解出氧化铜，利用一氧化碳与氧化铜的反应可还原出铜单质，所以最适宜的方法为：热还原法。 30．高铝粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放出的固体废物，含有较多的Al2O3和SiO2，少量的MgO、铁的氧化物及其他不溶性杂质。从粉煤灰中提取A12O3的工艺流程如图： 已知：SiO2不溶于水，也不溶于稀盐酸。 (1)酸浸时Al2O3和盐酸反应的离子方程式为___________，酸浸时控制温度在40℃左右不宜过高，原因是___________。 (2)酸浸时盐酸应稍过量，此时浸出液中存在的阳离子有___________。 (3)滤渣1中除了原不溶性杂质外，还有___________；滤渣2的主要成分有___________。 (4)通入Cl2发生反应①的离子方程式为___________。 (5)“反应②”后的溶液中Al元素主要以Na[Al(OH)4]形式存在，通入足量CO2气体，目的是使Al元素沉淀析出，该反应的化学方程式为___________。 (6)“沉铝”前会先将Al元素和Fe、Mg元素进行分离，其中检验Fe3+沉淀完全的操作为___________。 (7)反应①可在如图所示装置中进行。B中使用多孔球泡并搅拌，目的是___________。为了提高原料的利用率和生成物的产率，通入的速度应该___________。(填“迅速”或“缓慢”) 【答案】(1) Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 防止盐酸挥发 (2)Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、H+ (3) SiO2 Mg(OH)2和Fe(OH)3 (4)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+ (5)Na[Al(OH)4]+ CO2 = Al(OH)3↓+NaHCO3 (6)取少量分离后的上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，说明Fe3+沉淀完全 (7) 让氯气与溶液充分接触，反应更充分 缓慢 【分析】由题干工艺流程图可知，粉煤灰中含有Al2O3、SiO2，少量MgO、铁的氧化物及其他不溶性杂质，加入盐酸酸化会与碱性氧化物和两性氧化物氧化铝发生反应,生成氯化镁、氯化铝及氯化亚铁、氯化铁，通过过滤得到浸出液和滤渣，其中滤渣1为SiO2；浸出液中通入氯气后会将溶液中的二价铁氧化为三价铁，加入氢氧化钠溶液后，镁元素和铁元素都转化为沉淀：即滤渣2主要成分为Mg(OH)2和Fe(OH)3；而铝元素发生反应②转化为四羟基合铝酸钠，沉铝过程再通入二氧化碳会生成氢氧化铝沉淀，焙烧时Al(OH)3生成Al2O3，滤液中含有NaHCO3，据此分析解题。 【详解】（1）酸浸时与盐酸反应，生成氯化铝和水，离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，温度过高，盐酸易挥发，故控制在40℃左右； （2）由分析可知，酸浸时浸出液中存在的阳离子有Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、H+； （3）由分析可知，滤渣1为SiO2，滤渣2主要成分为Mg(OH)2和Fe(OH)3； （4）浸出液中通入氯气后会将溶液中的二价铁氧化为三价铁，离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+； （5）“反应②”后的溶液中溶液中Al元素主要以Na[Al(OH)4]形式存在，通入足量CO2气体可使Al元素沉淀析出，反应的化学方程式为: Na[Al(OH)4]+ CO2 = Al(OH)3↓+NaHCO3； （6）检验Fe3+沉淀完全的操作为：取少量分离后的上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，说明Fe3+沉淀完全； （7）B中使用多孔球泡并搅拌，让氯气与溶液充分接触，反应更充分；为了提高原料的利用率和生成物的产率，应该缓慢通入。 31．金属钛用途广泛。一种联合海水资源在一定的条件下用金红石(主要成分)冶炼金属钛的主要工艺流程如下 回答下列问题： (1)从海水获得的粗盐，常含有及等杂质离子，下列是粗盐提纯的基本步骤：①加入稍过量的溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；③加入稍过量的溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤，下列操作顺序正确的是___________。 A．③②①⑤④ B．②③①④⑤ C．①③②⑤④ D．③⑤②①④ (2)实验室模拟离子交换法淡化海水的原理如图所示，下列有关说法正确的是___________。 A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变 B．水中的通过阴离子树脂后被除去 C．通过净化处理后，水的导电性降低 D．阴离子树脂填充段存在反应 (3)工业生产上选用的试剂①为___________。 (4)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为___________。 (5)反应②制备粗钛时需加保护气，下列可作为保护气的是___________(填标号)。 A．    B．    C．Ar 不同温度下，反应②中钛提取率随时间变化曲线如图，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为___________℃、___________min。 (6)该工艺流程中可以循环使用的化合物是___________。 【答案】(1)A (2)BCD (3) (4) (5) C 1000 30 (6) 【分析】海水中加入，将转化为氢氧化镁，加入盐酸，与氢氧化镁发生中和反应生成氯化镁、水；将氯化镁溶液降温结晶得到，在HCl气流中加热得到无水；电解熔融氯化镁生成氯气和镁单质。二氧化钛与焦炭、氯气加热条件下发生反应，生成四氯化钛、一氧化碳； 四氯化钛与镁单质高温发生置换反应生成钛单质和氯化镁。 【详解】（1）从海水获得的粗盐，常含有及等杂质离子，常用过量氢氧化钠除去镁离子，过量的碳酸钠除去钙离子，过量的氯化钡除去硫酸根，为了除去引入的钡离子，氯化钡应在碳酸钠之前加入，为了除去引入的碳酸根、氢氧根，最后加入稀盐酸粗盐提纯的基本步骤：③加入稍过量的溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；①加入稍过量的溶液；⑤过滤；④滴入稀盐酸至无气泡产生，即③②①⑤④，故答案为：A； （2）A．经过阳离子交换树脂后，溶液中Ca2+、Mg2+、Na+被H+替换，根据电荷守恒，水中阳离子的总数增大，故A错误； B．水中的、、Cl-通过阴离子树脂后被OH-替换，故B正确； C．经过阳离子交换树脂后，溶液中Ca2+、Mg2+、Na+被H+替换，水中的阴离子通过阴离子树脂后被OH-替换，发生反应H+ +OH-=H2O，溶液中离子浓度降低，通过净化处理后，水的导电性降低，故C正确； D．经过阳离子交换树脂后溶液中阳离子是氢离子，水中的阴离子通过阴离子树脂后被OH-替换，阴离子树脂填充段存在反应，故D正确； 故选BCD； （3）根据分析工业生产上海水中加入，将转化为氢氧化镁，选用的试剂①为； （4）反应①除生成外还生成一种可燃性气体，根据原子守恒可知该气体为CO，该反应的化学方程式为； （5）反应②镁与氯化钛发生置换反应生成钛单质和氯化镁，制备粗钛时需加保护气，保护气应和体系物质不反应，二氧化碳、氮气均和镁单质反应，Ar为惰性气体，不与体系物质反应可作为保护气的是Ar；由图示可知，钛的提取率随温度的升高而升高，相同时间1000℃的提取率明显高于800℃，1500℃略高1000℃，从经济角度选1000℃最合适；1000℃下当提取时间30min以前随提取时间的增加提取率明显增大，但提取时间超30min时，提取率随时间的变化不大，故最适宜的时间为30min， 故答案为：C；1000；30min； （6）反应②生成的可以循环使用。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 金属的冶炼方法 分层作业 1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 A．金属的化合价高低 B．金属的活动性强弱 C．金属的导电性强弱 D．金属在地壳中的含量多少 2．金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 3．冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ、火烧孔雀石炼铜；Ⅱ、湿法炼铜。现代有：Ⅲ、铝热法炼铬；Ⅳ、从光卤石()中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是 A．Ⅰ，① B．Ⅱ，② C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④ 4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是 A．在通电条件下，电解饱和食盐水制备金属Na B．在通电条件下，电解熔融MgO制备单质Mg C．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 5．下列反应能发生且离子方程式书写正确的是 A．将Na加入溶液中： B．铁粉与稀硫酸反应： C．和水反应： D．氧化镁和盐酸反应： 6．锡(Sn)是“五金”之一，它的金属活动顺序位于铁和铜之间，则下列反应一定不会发生的是 A． B． C． D． 7．下列化学工艺流程不可行的是(部分反应条件省略) A．实验室从海带中提取单质碘：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏 B． C．石英砂粗硅高纯硅 D．铝土矿 8．工业上获得金属材料的方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．利用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要小得多 B．通过热还原法可从赤铁矿中得到生铁，制取金属镁也可用此法 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，FeO可用作冶炼铁的原料 9．高炉炼铁如下图。以其技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低等优点，成为冶炼铁的主流方法，这种方法生产的铁占世界铁总产量的95%以上。有关说法错误的是 A．600℃时铁元素发生的反应可能为 B．固态原料和还原性气体逆流，可以提高冶炼铁的效率 C．高炉炼铁生产的铁为含碳量较大的生铁，需进一步除碳制备较纯净的铁 D．高炉煤气含CO，可直接作为燃料 10．Al2O3可以从铝土矿中获得，铝土矿的主要成分为Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质。经过“酸溶法”或“碱溶法”等都可以去掉杂质得到Al2O3.19世纪后期，美国的霍尔和法国的埃鲁先后独立发明了电解Al2O3法生产铝。2Al2O34Al+3O2↑[冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂，降低氧化铝熔点] (1)上述涉及到Al、Na、O、F、Si、Fe六种元素中，不是主族元素的是______ (2)制造“中国芯”芯片的核心元素Si位于元素周期表第______周期第___族。冰晶石(Na3AlF6)晶体中阴、阳离子各一种，阴离子符号_____。 (3)用“＞”或“＜”填空： 原子半径 非金属性 熔点 Al____Si O_____ F 二氧化硅____晶体硅 11．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。回答下列问题： (1)“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为______。 (2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，生成白色的沉淀。写出发生反应的离子方程式：______。 (3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作为电极的石墨易消耗，原因是_____。 (4)冰晶石-熔体电解法仍然是目前工业生产金属铝的唯一方法。实验室利用以下装置能达到制备Al2O3的实验目的是____(填字母)。 (5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________。 12．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜和制备硫酸的生产流程如图所示： 已知：冰铜主要成分是Cu2S、FeS，泡铜主要成分是Cu2O、Cu。 回答下列问题： (1)提高黄铜矿焙烧利用率的措施有___________(答两条)。 (2)“焙烧Ⅱ”被称为“火法炼铜”，Cu2S转化为Cu2O，Cu2O继续与Cu2S反应生Cu，写出Cu2O与Cu2S反应的化学方程式：___________。 (3)“铝热反应”中，每消耗1 mol铝，理论上可以获得___________g铜。 (4)写出“氧化”步骤发生反应的化学方程式：___________。 13．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是 A．高锰酸钾溶液、“84消毒液”均具有强氧化性，可用于杀菌消毒 B．目前，我国加碘食盐中主要添加的是碘单质 C．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入后可增加钢的韧性、抗氧化性 D．新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久，运用作供氧剂 14．从含有浓度相近的和的废水中回收和有关金属。取样后，向其中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法错误的是 A．若所得滤液为无色，则滤液中溶质只有 B．若所得滤液为浅绿色，则滤渣只有铜 C．若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣中至少含有两种金属 D．若向滤渣中加入稀硫酸，无气泡产生，则滤液中至少含有两种溶质 15．矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 16．关于金属冶炼，下列说法中正确的是 A．锈蚀后的铁制品没有回收冶炼价值 B．像铁铝等活泼金属可以通过热分解法来冶炼 C．金属的冶炼方法与金属离子的氧化性无关 D．金属冶炼的本质是化合态的金属元素还原为金属单质的过程 17．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是 选项 金属 冶炼原理 A Fe 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe B Hg 2HgO=2Hg+O2↑ C Mg H2+MgOMg+H2O D Cu Cu2S+ O22Cu+SO2 18．在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．HCl制备：NaCl溶液和 B．金属Mg制备：溶液 C．漂白粉制备与使用： D．硫酸工业： 19．某地区蕴藏着丰富的赤铁矿（主要成分为，还含有等杂质）、煤、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，并相应建立焦化厂（焦化厂的主要产品有焦炭等）、发电厂、水泥厂，形成一定规模的工业体系。甲、乙、丙、丁为相应厂的主要原料，其中丙为 A．石灰石 B．煤 C．赤铁矿 D．黏土 20．以粉煤灰(主要成分为Ga2O3，含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示： 已知：镓的活动性与锌相似，比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。 下列说法正确的是 A．“溶浸”过程发生了电子的转移 B．滤渣1、滤渣2的种类不相同 C．由Ga2O3→Ga采取电解法 D．CO2也可以用过量的稀盐酸代替 21．铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿(其主要成分为)为原料，运用火法炼铜工艺得到铜。现代在火法炼铜工艺的基础上发展出闪速炼铜工艺。对比二者原理如图： (1)“闪速炼铜”速率远快于“火法炼铜”，由此可知，___________炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细。 (2)火法炼铜中，持续向中鼓入空气并维持高温状态，这说明反应是___________(吸收/放出)热量，反应的化学方程式___________。 (3)反应生成的可用于工业制造一种酸，请写出这种酸___________(化学式)；可被石灰乳吸收，请说明其吸收效果优于石灰水的原因：___________。 (4)火法炼铜中，炉渣是由2种物质化合生成的，请写出沙子提供的物质___________(填化学式)。 (5)对比火法炼铜，闪速炼铜的优势有___________(填序号)。 a．高温更少，节约能源 b．原料更少，节省成本 c．无污染 22．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物，现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是：①将金属单质转化为氧化物；②_______。 (2)“碱浸”时发生反应的物质为_______(填化学式)，该反应的离子反应方程式为_______。 (3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______。 (4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al，写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式_______。 (5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为_______(填化学式)，加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有_______(写出离子反应方程式)。 (6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质_______。 23．工业上用铝土矿(主要成分是 Al2O3，还含有 Fe2O3、SiO2)提取氧化铝做冶 炼铝的原料(纯净的 Al2O3)，某研究性学习小组设计了如下提取流程： 请回答下列问题： (1)操作①的名称是___________，操作③用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角____________。 (2)固体②的颜色为___________。 (3)流程④中生成 Al(OH)3 的离子方程式是___________。 (4)上述流程不涉及的化学反应类型是___________。 A．复分解反应    B．氧化还原反应    C．化合反应    D．分解反应 (5)用固体①制备硅酸，涉及的化学反应方程式为___________、___________。 (6)有一种含铁、硅等元素的矿石，其主要成分的化学式为 Na2Fe5(OH)2Si8O22，该物质中+2 价铁与+3 价铁的物质的量之比为___________。将mg该矿石用足量的酸溶解后，加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为 Fe2+，过滤后滤液用 c mol/L 的 KMnO4酸性溶液与Fe2+反应，用去VmL溶液。该矿石中铁元素的质量分数为____________(用含 m、c、V 的代数式表示)。 24．中华文化源远流长。下列与化学相关的描述错误的是 A．《抱朴子》中记载：“丹砂(HgS)烧之成水银”，是通过热分解法获得金属单质 B．《梦溪笔谈》中记载：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及湿法炼铜的原理 C．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中蚕丝的主要成分为纤维素 D．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金在自然界中以单质形式存在 25．下列有关金属冶炼的说法正确的是 A．制：高温分解制备 B．制：将溶于盐酸中，电解所得溶液 C．制：将海水富集得到的氯化镁溶液电解得到镁和氯气 D．制：将铝粉与难熔的以一定比例混合后，高温冶炼得到锰 26．下列有关说法不正确的是 A．工业上一般通过电解熔融NaCl得到钠单质 B．可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁 C．镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛 D．火烧焦炭与孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中转移4 mol电子时，2 mol铜离子被还原 27．地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿(主要成分为)冶炼铝的流程示意图(部分设备和原料已省略)，下列说法正确的是 A．电解的方程式为 B．该铝土矿中的质量分数为50% C．该流程电解铝过程中铝的损失率约为5.6% D．该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约3%∼5% 28．中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．在“细菌氧化”中发生的方程式为 B．相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为无需控温 C．“浸金”中的作用为让被氧化的同时转化为浸出 D．“沉铁砷”时需加碱调节，生成的胶体能促进含微粒的沉降 29．2022年春节联欢晚会中《只此青绿》为我们呈现了宋代《千里江山图》里的山清水秀。《千里江山图》里的绿色来自孔雀石，其主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，还含有FeO、Fe2O3、SiO2。工业上以孔雀石为原料制备CuSO4⋅xH2O晶体的流程如下图： (1)“滤渣1”的主要成分为_______(填化学式)。 (2)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______。该过程需在室温下进行，温度过高，反应速率变慢，原因是_______。 (3)“除杂”步骤的离子方程式为_______。 (4)从滤液2中得到晶体的操作为_______、_______过滤、乙醇洗涤、干燥。乙醇洗涤的目的为：①洗去晶体表面的杂质；②_______；③_______。 (5)工业上，以孔雀石为原料冶炼铜，最适宜的方法是_______(选填“热分解法”、“热还原法”或“电解法”)。 30．高铝粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放出的固体废物，含有较多的Al2O3和SiO2，少量的MgO、铁的氧化物及其他不溶性杂质。从粉煤灰中提取A12O3的工艺流程如图： 已知：SiO2不溶于水，也不溶于稀盐酸。 (1)酸浸时Al2O3和盐酸反应的离子方程式为___________，酸浸时控制温度在40℃左右不宜过高，原因是___________。 (2)酸浸时盐酸应稍过量，此时浸出液中存在的阳离子有___________。 (3)滤渣1中除了原不溶性杂质外，还有___________；滤渣2的主要成分有___________。 (4)通入Cl2发生反应①的离子方程式为___________。 (5)“反应②”后的溶液中Al元素主要以Na[Al(OH)4]形式存在，通入足量CO2气体，目的是使Al元素沉淀析出，该反应的化学方程式为___________。 (6)“沉铝”前会先将Al元素和Fe、Mg元素进行分离，其中检验Fe3+沉淀完全的操作为___________。 (7)反应①可在如图所示装置中进行。B中使用多孔球泡并搅拌，目的是___________。为了提高原料的利用率和生成物的产率，通入的速度应该___________。(填“迅速”或“缓慢”) 31．金属钛用途广泛。一种联合海水资源在一定的条件下用金红石(主要成分)冶炼金属钛的主要工艺流程如下 回答下列问题： (1)从海水获得的粗盐，常含有及等杂质离子，下列是粗盐提纯的基本步骤：①加入稍过量的溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；③加入稍过量的溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤，下列操作顺序正确的是___________。 A．③②①⑤④ B．②③①④⑤ C．①③②⑤④ D．③⑤②①④ (2)实验室模拟离子交换法淡化海水的原理如图所示，下列有关说法正确的是___________。 A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变 B．水中的通过阴离子树脂后被除去 C．通过净化处理后，水的导电性降低 D．阴离子树脂填充段存在反应 (3)工业生产上选用的试剂①为___________。 (4)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为___________。 (5)反应②制备粗钛时需加保护气，下列可作为保护气的是___________(填标号)。 A．    B．    C．Ar 不同温度下，反应②中钛提取率随时间变化曲线如图，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为___________℃、___________min。 (6)该工艺流程中可以循环使用的化合物是___________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $