2021届高中化学高三化学二轮复习——金属矿物的开发利用专题测试(含答案)

2021届高中化学高三化学二轮复习——金属矿物的开发利用专题测试一、单选题
1．下列有关金属的工业制法中，正确的是
A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠
B．用海水、石灰乳等原料制得氧化镁，再用H2还原氧化镁制得镁
C．用焦炭、空气、石灰石等原料，生产CO 在高温下还原铁矿石制得铁
D．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝
2．高炉炼铁中发生的主要反应为：Fe2O3＋3CO ∆=2Fe＋3CO2，下列有关该反应的说法正确的是A．反应前后氧元素化合价发生变化B．CO作还原剂
C．Fe2O3发生氧化反应D．CO被还原
3．下列化工生产原理错误的是（）
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；
③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热．
A．②③B．①③C．①②③D．②③④
4．炼钢时常用的氧化剂是空气(或纯氧)．炼钢过程中既被氧化又被还原的元素是()
A．铁B．硫C．氧D．碳
5．铝土矿的主要成分是
A．Fe2O3B．SiO2
C．Al2（SO4）3D．Al2O3
6．下列物质的工业生产过程中，其主要反应不涉及氧化还原反应的是（）
A．生铁B．硫酸C．烧碱D．纯碱
7．下列有关物质用途的说法中正确的是
A．工业上利用氨气制硝酸属于人工固氮
B．在食品包装袋内放入生石灰可以防止食品因氧化而变质
C．工业炼铁的的原料主要有铁矿石、焦炭、空气、石灰石
D．肥田粉是氯化铵，碳酸铵俗称碳铵
8．成语是中华名族灿烂文化中的瑰宝，许多成语中蕴含着丰富的化学原理，下列成语中涉及氧化还原反应的是
A．木已成舟B．百炼成钢C．铁杵成针D．滴水成冰
9．下列物质的名称和化学式不相符的是（）
A．磁铁矿（FeO）B．铝土矿（Al2O3）C．铁红（Fe2O3）D．赤铁矿（Fe2O3）
10．聚合氯化铝（PAC）的化学式为[Al2(OH)n Cl6-n]m，是一种无机高分子混凝剂。

制备时涉及如下反应：Al(OH)3与[Al(OH)2(H2O)4]Cl反应生成H2O和Al2(OH)n Cl6-n，则该反应中两种反应物的计量数之比为
A．1﹕1B．1﹕m
C．(n－4)﹕(6－n)D．(4－n)﹕(6－n)
11．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
12．有许多单质或化合物，易溶于含同一元素的盐（或酸）溶液或熔融体（或液体）中，如I2易溶于KI溶液中，S易溶于K2S溶液中，KF易溶于液态HF中，下列工业生产中应用了上述相似的溶解原理的是（）A．炼铁B．炼铝C．制发烟硫酸D．合成氨
13．用赤铁矿为原料冶炼铁，应采取的冶炼方法是
A ．电解法
B ．热氧化法
C ．热还原法
D ．热分解法
14．在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 ．用铁矿石冶炼铁
C ．用石油裂解生产乙烯
D ．用煤生产水煤气
15．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
二、实验题 16．菱铁矿(主要成分是3FeCO )是炼铁的原料．已知3FeCO 为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间被氧化为3Fe(OH)．
I.()1甲同学取一定量碳酸亚铁固体于烧杯中，加入足量水，将烧杯放置在天平左盘上，向右盘放入砝码至天平平衡．放置较长时间后(不考虑水分蒸发)，观察到天平的指针会______(填“偏左”、“偏右”、“不发生偏转”)；放置过程中还可观察到的实验现象为______．
II.乙同学设计图1所示的装置制备34FeCO .(FeSO 和3NaHCO 溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，
并在4FeSO 溶液中加入少量铁粉).滴加3NaHCO 溶液后观察到试管中出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成．
()2产生的气体是______ (填分子式)．
()3丙同学对白色沉淀的成分提出异议，并做出如下假设，请补充完成假设3：
假设1：白色沉淀是3FeCO ； 假设2：白色沉淀是2Fe(OH)； 假设3：白色沉淀是______． ()4若假设1成立，写出有关反应的化学方程式：______．
()5若假设2成立，说明用经煮沸后冷却的蒸馏水配制4FeSO 和3NaHCO 溶液的目的是______．请设计一个实验方案验证假设2成立，写出实验步骤、预期现象和结论，实验所需仪器和药品自选． ______． III.现取20.0g 菱铁矿，向其中加入足量稀硫酸，充分反应，测得固体质量与所加稀硫酸的质量关系如图2所示．(假设菱铁矿中杂质不参加反应，且难溶于水．)
()6菱铁矿中3FeCO 的质量分数为______
()7若将稀硫酸改成1mol 13L HNO -，
则该反应的离子方程式为______.将反应逸出的气体与一定量的2O 混合循环通入反应液中，目的是______．
IV.某铁锈成分为232Fe O xH O ⋅和3FeCO .为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品25.4g ，在科研人员的指导下用图3装置进行实验．
（查阅资料）
①232Fe O xH O ⋅失去结晶水温度为110℃，3FeCO 在282℃分解为FeO 和2CO ．
②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO 还原．
()8装配好实验装置后，首先要______．
()9装置A 中的反应为：224H C O (草酸) 浓硫酸加热 22CO CO H O.↑+↑+通过B 、C 装置可得到干燥、纯净的CO 气体，洗气瓶B 中应盛放______(选填序号)．
a?浓硫酸 b?澄清的石灰水 c?氢氧化钠溶液
()10现控制D 装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，直至D 装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E 增重3.6g ，装置F 增重2.2g ．则样品中3FeCO 的质量()3m FeCO =______g ，x =______．
()11若缺少G 装置，测得的()3m FeCO ______(选填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同)，x 的值会______．
17．石墨在材料领域有重要应用。

某初级石墨中含SiO 2（7.8%）、Al 2O 3(5.1%)、Fe 2O 3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。

设计的提纯和综合应用流程如下：
（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
（1）已知1mol石墨完全转化为金刚石需要吸收1.9kJ的能量。

请写出石墨转化为金刚石的热化学反应方程式：_________________________。

（2）①向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2。

高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应氯化物。

80①冷凝的目的是：_____________________。

①由活性炭得到气体①的化学反应方程式为：
_____________________。

（3）加入过量NaOH溶液得到溶液IV的离子反应方程式为：_________________________。

（4）用化学反应原理解释得到沉淀V的过程中乙酸乙酯和加热的作用：________。

1kg初级石墨最多可获得V的质量为_______________kg。

18．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：
①按上图连接好装置，检查装置气密性。

①称取适量Fe2O3于石英试管中，点燃①处酒精灯，缓慢滴入甲酸。

①在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯。

①30 min后熄灭酒精灯，关闭弹簧夹。

①待产物冷却至室温后，收集产物。

①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①某项操作是指。

（3）实验步骤①熄灭酒精灯的顺序为______________。

（填“①”、“①”或“①”）
（4）通过查资料获取如下信息：
I．酒精灯平均温度为600①；加网罩酒精灯平均温度为700①，酒精喷灯平均温度为930①。

II．资料指出当反应温度高于710①，Fe能稳定存在，680①~710①之间，FeO稳定存在，低于680①，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）
三、计算题
19．铝合金由于其优良的性能，已经成为人类生活中常用的金属材料。

硬铝7075在航空工业中Zn—5.85%。

有着广泛的应用，其化学成分为：Al—90.72%、Cu—1.39%、Mg—2.04%、Zn—5.85%。

（1）某学习小组为了验证其成分，称取1.00g该硬铝，加入足量的氢氧化钠溶液中，充分反应后生成的气体经干燥后在标准状态下的体积为___L（保留3位有效数字）。

已知：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑。

实验时需配制2mol/L的氢氧化钠溶液（ρ=1.08g/mL），其质量百分比浓度为___%（保留3位有效数字）。

定量实验至少测定组数据，配制时还需多备组的量以防实验中操作错误，因此配制上述实验所用的氢氧化钠溶液，至少需要称量固体氢氧化钠___g。

一种由铝土矿(主要含氧化铝，还有二氧化硅、氧化铁和其他杂质）的工艺流程如图：
（2）取一定量的滤液Ⅱ，通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀的量如图所示，若溶液中生成的碳酸钠为3mol 时，通入的二氧化碳可能为___mol。

（3）实际生产中，由滤液①到高纯度Al2O3（纯度99.0%）的过程中会损失2%的铝，电解熔融的氧化铝制取金属铝的过程会损失电解熔融的氧化铝制取金属铝4%的铝，若要生产10吨硬铝7075，至少需要多少吨铝土矿___（含氧化铝55.1%、二氧化硅6.0%）？（保留3位有效数字）
参考答案
1．C2．B3．D4．A5．D6．D7．C8．B9．A10．C11．C12．B13．C14．A15．D 16．偏右 白色固体变成红褐色固体(或产生气泡) 2CO 2Fe(OH)和3FeCO 4332224FeSO 2NaHCO FeCO H O CO Na SO +=↓++↑+ 除去水中溶解的氧气，防止生成的2Fe(OH)被迅速氧化 向产生白色沉淀的试管中通入空气，若白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐
色，则说明假设2成立 50% 333223FeCO 10H NO 3Fe 3CO NO 5H O +-+++=+↑+↑+ 减少
环境污染，NO 跟2H O 、2O 反应后又得到硝酸，提高原料利用率 检查装置气密性 c 5.8 2 偏大 偏大
17．C （石墨，S ）＝C （金刚石，S ），①H = +1.9 kJ/mol ）将MgCl 2、FeCl 3、AlCl 3等金属氯化物冷凝为固体，从而与SiCl 4分开 2C+SiO 2+2Cl 2SiCl 4+2CO 或2C+SiO 2Si+2CO ，Si+2Cl 2SiCl 4 Al 3++4OH -＝AlO 2-+2H 2O 溶液IV 中NaAlO 2水解呈碱性，乙酸乙酯消耗NaAlO 2水解生成的碱，促进NaAlO 2水解生成Al(OH)3；加热促进水解，加快反应的速率 0.078
18．（1） 分液漏斗；HCOOH
CO↑ + H 2O
（2） 检验CO 纯度；
（3）①、①、①
（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
19．1.15L 7.41 8 3或7 36.4。