2027届高三化学一轮考向三层精练14金属的冶炼及金属材料

**基本信息** 以三层递进训练构建金属冶炼与材料知识体系，强基-进阶-融合逻辑清晰，聚焦核心素养中的化学观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |强基练|6题（冶炼3题+材料3题）|基础原理判断|冶炼方法（活泼性→电解/热还原）→材料性能（成分→应用）| |进阶练|4题（工业流程）|工艺分析题|冶炼工艺中杂质去除、转化原理综合应用| |融合练|1题（综合计算）|跨模块综合题|铝土矿冶炼全流程元素守恒与转化关系|

[考向三层精练(十四)]　金属的冶炼及金属材料 (选择题每小题5分，非选择题每小题10分) 【第一层 强基练】 考向1　金属的冶炼方法及选择 1.下列有关金属冶炼的说法正确的是(　　) A.制Na：高温分解NaCl制备Na B.制Al：将Al(OH)3溶于盐酸中，电解所得AlCl3溶液 C.制Mg：将海水富集得到的氯化镁溶液电解得到镁和氯气 D.制Mn：将铝粉与难熔的MnO2以一定比例混合后，高温冶炼得到锰 2.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.工业上常用铝热反应治炼金属钙 B.炼铁高炉中焦炭将赤铁矿氧化为生铁 C.Cu2S→粗铜中通入过量氧气有利于提高产量 D.炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸 3.工业上常以铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3)为原料冶炼金属铝，其工艺流程如图： 下列说法正确的是(　　) A.“溶解”时发生反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al(OH)4]－ B.“酸化”时可以用H2SO4代替CO2 C.“过滤2”中所得滤液的主要成分为Na2CO3 D.“熔融电解“时加入试剂X为冰晶石，用作催化剂 考向2　金属材料的性能及应用 4.(2025·前黄中学三模)金属材料是现代社会生产和生活中不可或缺的重要材料，应用广泛。下列说法错误的是(　　) A.人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁 B.铝制品表面用铬酸进行化学氧化，可以使氧化膜产生美丽的颜色 C.储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料 D.过渡金属(如铬、锰、镍等)可大大改善合金性能，被誉为“冶金工业的维生素” 5.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列说法不正确的是(　　) A.不锈钢具有很强的抗腐蚀能力，其中主要的合金元素是铬和镍 B.金属钠在熔融状态下可以用于冶炼金属钛 C.工业上通常采用电解熔融氯化铝、氧化镁的方式制备金属铝和镁 D.氯化铁可用于眼镜架、钟表、电子元件等含铜类五金部件的刻蚀 6.(2025·天一中学期末)歼-35、运-20等装备集体亮相，展示了我国现代化战略空军建设的阶段性成果和军工领域的最新科研成果。航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法不正确的是(　　) A.金属材料包括纯金属和它们的合金 B.合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低 C.铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能 D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域，如飞机发动机零件和火箭结构件 【第二层 进阶练】 7.(2025·浙江绍兴二模)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下： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列说法不正确的是(　　) A.过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤的目的是提高产率 B.加入NaHCO3溶液发生反应：HC＋[Al(OH)4]－Al(OH)3↓＋C＋H2O C.电解Ⅰ是电解熔融Al2O3，电解过程中作阴极的石墨易消耗 D.实验室常规灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括：坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯 8.(2025·宿迁致远中学检测)TiO2是重要的无机材料，一种含有铁的氧化物和氧化钙的TiO2废渣可以通过如下流程纯化。 已知：“铝热还原”时，Al转化为难溶于酸和碱的α-Al2O3，TiO2转化为TiOx(1≤x≤1.5)；“浸取”时，TiOx溶于盐酸生成易被空气氧化的Ti3＋。下列说法错误的是(　　) A.TiO2具有弱氧化性 B.“浸取”需要惰性气体保护 C.“滤液”中存在Fe3＋和Ca2＋ D.H2来自Fe和盐酸的反应 9.(原创＋学术动态)我国科学家通过合成镍修饰铜催化剂，实现热增强的电催化硝酸盐还原制氨。利用含铜废料(主要成分为Cu、CuO、Ag)制备镍修饰铜催化剂，下列说法错误的是(　　) A.“酸浸”过程中可通入氧气提高HNO3利用率 B.“酸浸”中NaCl的作用是将Ag2SO4沉淀转化为AgCl C.“表面氧化”过程的离子反应为Cu＋S2＋2H2OCu(OH)2＋2S＋2H＋ D.理论上“电还原”中Ni(OH)2得到2NA电子，反应前后铜网质量(m1→m2)减少5 g 10.钼(Mo)是一种重要的过渡元素，是人体及动植物必需的微量元素，广泛应用于钢铁、电子技术、医药等领域。利用钼矿粉(主要成分为MoS2)为原料冶炼金属钼的主要流程如图所示： 已知：MoO3＋2NaOHNa2MoO4＋H2O。下列说法错误的是(　　) A.MoO3属于酸性氧化物 B.Mo的金属活泼性强于Al C.“焙烧”过程中每生成1 mol MoO3，转移14 mol电子 D.“碱浸”时，含钼化合物发生反应：MoO3＋Na2CO3Na2MoO4＋CO2↑ 【第三层 融合练】 11.(模块融通)工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下： 已知：SiO2为酸性氧化物。结合上述工艺流程，回答下列问题。 (1)沉淀A的成分为　　　，加盐酸时Fe3O4发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 (2)往溶液A中通往氯气时反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　，检验溶液B中是否含Fe3＋方法是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)溶液B中主要是Na[Al(OH)4]，生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)溶液C中的溶质主要有　　 　　　　，利用复分解反应原理，写出溶液B中通入过量CO2发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　。 (5)若100.0 kg铝土矿最终得到产品金属Al是40.5 kg，不考虑制备过程中铝元素的损失，则Al2O3在铝土矿中的质量百分数为　　　(保留小数点后1位)。 参考答案与解析 1.解析：选D。电解熔融氯化钠生成钠单质，氯化钠高温不分解，A错误；Al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；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；铝的活泼性大于锰，可以将铝粉与难熔的MnO2以一定比例混合后，利用铝热反应高温冶炼得到锰，D正确。 2.解析：选D。钙的活泼性高于铝，一般不用铝热反应治炼钙，但在高温，真空等苛刻条件下，可制取钙，A错误；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，B错误；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；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，D正确。 3.解析：选A。氢氧化铝可溶于硫酸，“酸化”时不能用H2SO4代替CO2，B错误；四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，“过滤2”中所得滤液的主要成分为NaHCO3，C错误；“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石，用于降低氧化铝的熔点，D错误。 4.解析：选D。人类最早使用的铁确实来自陨铁，因其为天然单质铁，无需冶炼即可加工，A正确；铝制品经铬酸氧化处理可形成致密氧化膜，并通过吸附染料产生颜色，B正确；储氢合金通过吸收氢气形成金属氢化物储存氢，加热或减压时释放氢气，C正确；过渡金属(如铬、锰、镍)虽能改善合金性能，但“冶金工业的维生素”通常指稀土元素(添加量少但显著提升性能)，而非过渡金属，D错误。 5.解析：选C。氯化铝是共价化合物，熔融不电离，工业上通常采用电解熔融氧化铝的方式制备金属铝；氧化镁的熔点高，工业上通常采用电解熔融氯化镁的方式制备金属镁，C错误。 6.解析：选C。铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱腐蚀，C错误。 7.解析：选C。过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤是为了将滤渣表面残留的[Al(OH)4]－尽可能溶解到滤液中，可提高最终得到的Al的量，以提高产率，A正确；电解Ⅰ是电解熔融Al2O3，电解过程中阴极物质得电子：Al3＋＋3e－Al，石墨不会被消耗，C错误；灼烧操作温度相对较高，所需的硅酸盐质仪器包括坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯，但灼烧Al(OH)3一般不用硅酸盐坩埚和玻璃棒，D正确。 8.解析：选B。“浸取”步骤生成还原性气体H2，故不需要惰性气体保护，B错误；Al比Fe更活泼，“铝热还原”步骤铁的氧化物被Al粉还原生成Fe，Fe及过量Al粉与盐酸反应生成H2，D正确。 9.解析：选C。酸浸时HNO3作氧化剂，通入O2可将NO等还原产物氧化为HNO3，从而促进Cu与HNO3的反应，提高HNO3的利用率，A正确；Ag2SO4微溶于水，加入NaCl后，Cl－与Ag＋形成更难溶的AgCl沉淀，从而将Ag2SO4沉淀转化为AgCl沉淀，实现沉淀转化，B正确；表面氧化过程中产生Cu(OH)2，若同时反应产生H＋，H＋与Cu(OH)2就会反应，故在产物中Cu(OH)2与H＋不能共存：Cu＋S2＋2OH－Cu(OH)2↓＋2S，C错误；理论上“电还原”中Ni(OH)2得到2NA电子，有1 mol Ni(OH)2被还原产生1 mol Ni，生成物质的质量是59 g，铜网中有1 mol Cu发生反应先变为Cu2＋最终转化为Cu(OH)2，减少了64 g，则反应后铜网质量减少Δm＝m1－m2＝5 g，D正确。 10.解析：选B。煅烧时钼矿粉与氧气反应生成MoO3和SO2，反应的化学方程式为2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2，加入碳酸钠碱浸，MoO3和碳酸钠溶液反应得到Na2MoO4溶液，加入硫酸，发生反应生成H2MoO4，高温分解生成MoO3，氢气还原生成金属钼。MoO3能与碱反应生成盐和水，故MoO3属于酸性氧化物，A正确；铝(Al)在金属活动性顺序中处于比较靠前的位置，是一种比较活泼的金属，金属铝冶炼采用电解法，而钼(Mo)制备采用H2还原法，可见钼活泼性弱于铝，B错误；钼矿粉主要成分为MoS2，焙烧时Mo元素从＋4价升高到＋6价，S元素从－2价升高到＋4价，每生成1 mol MoO3，Mo失2 mol电子，S失2×6＝12 mol电子，总共转移2＋12＝14 mol电子，C正确。 11.解析：(5)根据铝元素守恒可知，Al2O3在铝土矿中的质量百分数为×100％＝76.5％。 答案：(1)SiO2　Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (2)2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－　取少量B溶液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，则无Fe3＋ (3)Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－或 Al3＋＋4OH－[Al(OH)4]－ (4)NaHCO3　[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC (5)76.5％ 学科网（北京）股份有限公司 $