2021届高中化学高三二轮复习——金属矿物的开发利用专题练习

2021届高中化学高三二轮复习——金属矿物的开发利用专题练习

一、单选题

1．下列说法正确的是

A ．检验稀硫酸催化淀粉水解的产物为葡萄糖的方法是：向水解后的溶液中直接加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热

B ．一定条件下，发生反应2H 2 (g)+CO(g)CH 3OH(g)，减小CH 3OH 的浓度，反应速率加快

C ．铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4+2H 2O ，铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量也增加

D ．金属铝的冶炼流程为：铝土矿NaOH 过滤???→NaAlO 2 2CO 过滤???→Al(OH)3HCl

结晶???→无水AlCl 3熔融电解???→Al 2．铝土矿主要成分是氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。从铝土矿中提炼氧化铝的流程如下：

下列说法正确的是( )

A ．“滤渣”的成分是氢氧化铁

B ．“沉淀”的成分是二氧化硅

C ．“气体A”是足量的氨气

D ．整个流程中铝元素的化合价没有发生改变

3．下列关于化工生产原理的叙述中，不符合目前工业生产实际的是（ ）

A ．为充分利用原料，在氯碱工业、合成氨工业和纯碱工业的生产过程中均采用了原料循环使用的工艺

B ．通过电解Fe 2O 3-SiO 2-CaO 的熔融液（1600℃）来大规模地冶炼铁

C ．生产重要的化工原料氯化氢是将氯气在氢气中点燃充分燃烧来获得的

D ．用不同的碱液来吸收制酸工业中的尾气，其目的都包含着既防止有害气体的排放，同时又生产出一些有

用的化工辅料这样一种“绿色化学”的理念

4．将生铁炼成钢的主要目的是（）

A．适当增加生铁中碳的含量B．除去铁中的碳、硫和磷

C．适当增加铁中硫和磷的含量D．适当降低含碳量并除去大部分的硫和磷

5．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．金属的活动性大小

C．金属的导电性强弱D．金属在地壳中的含量多少

6．下列自然资源的开发利用中，不涉及化学变化的是

A．用蒸馏法淡化海水B．用铝土矿冶炼铝

C．用石油裂解生产乙烯D．用煤生产水煤气

7．海水是巨大的资源宝库。下图表示以海水为基本原料的相关工业，其中不符合实际情况的是

A．A B．B C．C D．D

8．工业上以铝土矿（主要成分是Al2O3，含杂质Fe2O3和SiO2）为原料生产铝，其生产流程如下：

下列叙述错误的是

A．沉淀A主要是SiO2B．步骤②的目的是分离Fe3+和Al3+

C．溶液E溶质主要有碳酸钠和硫酸钠D．②主要是把电能转化为化学能

9．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法错误的是

A．冶炼铁是在高温下利用还原反应将铁从其铁矿石中还原出来

B．炼钢是在高温下利用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化

C．1molFe3O4被CO全部还原成Fe时，转移9mol电子

D．铝热法还原铁的反应，可放出大量的热，并能使铁熔化

10．铁元素在地壳中含量丰富，下列有关说法不正确的是

A．不锈钢属于铁合金B．用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3+

C．铁制品腐蚀过程中铁被还原D．铁矿石炼铁过程中涉及化学变化

11．以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图，下列叙述错误的是（）

A．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来

B ．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS 2)∶n(Fe 2O 3)=1∶5

C ．向滤液中通入过量CO 2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al 2O 3

D ．加入CaO 可以减少SO 2的排放同时生成建筑材料CaSO 4

12．减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题。下列反应不产生温室气体的是 A ．用纯碱制玻璃

B ．用煤炭作燃料

C ．用铁矿石炼铁

D ．用氨制碳酸铵

13．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23Fe 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 sp K FeS K HgS >

14．(2019·河北保定一中质检)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe 2O 3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

对上述流程的判断正确的是( )

A ．试剂X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物

B ．CO 2可以用H 2SO 4溶液或稀盐酸代替

C ．反应Ⅱ中的离子方程式为CO 2＋-2AlO ＋2H 2O=Al(OH)3↓＋-

3HCO

D ．工业上还可采用Fe 还原Al 2O 3的方法制Al ，成本更低

15．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

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23Fe O ，在加热23Fe 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：② ，② 。

（2）金属钠着火时要用 灭火，请写出Na 2O 2与水的离子方程式

（3）用离子方程式表示实验室用Al 2(SO 4)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．铁和铜是生活中两种常见的金属材料，某同学查阅资料得知铁主要是由铁矿石经热还原的方法冶炼的，常见的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿(主要成分为FeS 2)等。

（1）赤铁矿的主要成分为__________(填化学式)，工业上用一氧化碳还原赤铁矿冶炼铁的化学反应方程式为________________；

（2）从矿物资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：

14CuSO 4+5FeS 2+12H 2O=7Cu 2S+5FeSO 4+12H 2SO 4；(已知FeS 2中Fe 显+2价)

该反应中氧化剂是_____(填化学式)，当有5molFeS 2发生反应时，电子转移数为________；

（3）印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，用FeCl 3溶液作“腐蚀液”，请写出刻

制过程的离子方程式__________________。

20．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＋Cl2AlCl3＋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。

②过程涉及的离子方程式___________________、_______________。

②AlCl3产品的纯度为__________________________________。

三、实验题

21．从铝土矿(成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的工艺流程如下：

则回答下列问题：

（1）操作1的名称为____________，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需_________；

（2）沉淀C的成分为________________(写化学式)；

（3）设计最简实验证明滤液D中Fe3+已沉淀完全(写出操作、现象及结论，试剂任选)：取2mL滤液D于试

管中，__________________________。

（4）滤液E中的主要溶质的化学式为________________；（5）写出步骤⑤的化学方程式________________________。22．某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程：

（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH(甲酸)

Δ

浓硫酸

CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。

制取一氧化碳时应该______________（填字母）。

a．将甲酸滴入浓硫酸

b．将浓硫酸滴入甲酸

c．将甲酸与浓硫酸混合后加入

（2）请按合适的顺序连接好以下装置：甲→（_____）→（_____）→（_____）

（3）丙装置中碱石灰的作用是__________________________。

（4）实验将近完成时，熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为__________。

（5）为了探究影响反应产物的外界因素，在Fe2O3与CO反应部位，该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验，结果如下：

①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能，他提出的两种理由是_____、______。

②丙同学查找资料发现，Fe3O4也能被磁铁吸引，对黑色产物成分提出以下三种假设：

i．全部为铁；

ii．___________________；

iii．______________________。

23．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：

②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②处酒精灯，缓慢滴入甲酸。

②在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯。

②30 min后熄灭酒精灯，关闭弹簧夹。

②待产物冷却至室温后，收集产物。

②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②某项操作是指。

（3）实验步骤②熄灭酒精灯的顺序为______________。（填“②”、“②”或“②”）

（4）通过查资料获取如下信息：

I．酒精灯平均温度为600②；加网罩酒精灯平均温度为700②，酒精喷灯平均温度为930②。

II．资料指出当反应温度高于710②，Fe能稳定存在，680②~710②之间，FeO稳定存在，低于680②，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：

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）

参考答案

1．C2．D3．B4．D5．B6．A7．D8．C9．C10．C11．B12．D13．D14．C15．B

16．22C O CO +点燃，2C CO 2CO +高温 2323CO Fe O 2Fe 3CO ++高温 验纯 爆炸 不能 点燃

17．炼铁高炉；CO ；C + O 2

CO 2；CO 2+ C 2CO ；生铁；钢。

18．（每空2分，共12分）

（1）2Na+2H 2O="2NaOH" +H 2-；2Al+2NaOH+2H 2O = 2NaAlO 2+3 H 2-

（2）沙土；2Na 2O 2＋2H 2O ＝4Na +＋4OH －＋O 2 （3）Al 3++ 3NH 3·H 2O = Al(OH)3↓+ 3NH 4+；Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O ；

19．（1）Fe 2O 3；3CO+Fe 2O 3

2Fe+3CO 2（2）CuSO 4和FeS 2；21N A

（3）Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+

20．（1）气体X 可能为CO 、CO 2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CO 2，如黑色CuO 粉末变成红色粉末，则X 中存在CO

（2）Al ＋3FeCl 3AlCl 3＋3FeCl 2 （3）②Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓ Al 3＋＋4OH －===＋2H 2O ②96%

21．过滤(洗涤、干燥) 漏斗 Fe(OH)3、Mg(OH)2 再向其中加入2滴KSCN 溶液，溶液无血红色

出现，则证明Fe 3+已沉淀完全。(其它合理答案也可，如滴入NaOH 无沉淀等) NaCl 、

NaHCO 3 2Al 2O 3(熔融)4Al+3O 2↑

22．a 甲 丙 丁 乙 除去一氧化碳中的甲酸和水蒸气 丁甲乙 碳单质不会被磁铁吸引，从氧化还原角度分析不可能生成碳单质等 全部为四氧化三铁 四氧化三铁和铁的混合物

23．（1）分液漏斗；HCOOH CO↑ + H2O

（2）检验CO纯度；

（3）②、②、②

（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