2022年高考三轮冲刺冲刺、模拟演练：金属材料金属矿物资源的开发利用

PAGE12金属材料金属矿物资源的开发利用考点专练【高考真题演练】1．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X仅含四种元素的组成和性质，设计并完成了如下实验：

另取在惰性气流中加热至完全分解，得到固体1。请回答如下问题：1画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________，写出气体甲的电子式________。2X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________。3白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是____________________________________用化学反应方程式表示。4一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式__________________________________，并设计实验方案验证该反应的产物_______________________________________________。2在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是A．粗硅eq\o→,\s\uol－12AlCl3g=2Als＋3Cl2gΔH2＝＋·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________________________________________________________。④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________________________________________________________________________。⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是________________________________________________________________________。4．1用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有双选A．．MnO2D．Mg2取上述少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，__________________________填“能”或“不能”说明固体混合物中无Fe2O3，理由是________________________用离子方程式说明。

【模拟试题精练】1下列关于金属的说法中，不正确的是A．常温下可用铁制容器盛装浓硝酸B．在一般情况下，合金的硬度大于它的成分金属C．常用电解法冶炼钠、镁、铝等活泼金属D．将钢闸门与电源正极相连，可防止其在海水中被腐蚀2．金属冶炼技术随人类对自然界认识的不断深入而发展。在冶炼中常作还原剂的金属是A．CB．FeC．CuD．Al3．高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是A．铁B．氮C．氧D．碳4．①热分解法、②热还原法、③电解法是工业上制取金属的三种常用方法。下列金属与冶炼方法相对应的是选项金属冶炼方法AK、Na③BCa、Cu②CFe、Mg③DAl、Hg①5下列有关金属的工业制法中，正确的是A．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液B．制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁D．制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝6．拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生气体物质的量关系为A．n盐酸<n稀硝酸<n烧碱B．n烧碱<n盐酸<n稀硝酸C．n烧碱<n稀硝酸<n盐酸D．n稀硝酸<n烧碱<n盐酸7．镁可用于生产金属钛，主要步骤有：①在高温下，向金红石主要成分为TiO2与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃性气体M；②在N气体氛围和加热条件下，用镁与TiCl4反应可得到钛。下列分析正确的是A．M可能是四氯化碳B．N可能是氮气C．反应②属于置换反应D．反应①中消耗1mol碳，即生成气体8．某同学用同一种Mg­Al合金进行甲、乙、丙三组实验，测得如下数据盐酸的物质的量浓度相等，下列分析推理不正确的是实验序号甲乙丙合金质量/mg255385459盐酸体积/mL303030生成气体体积标况/mL280336336A甲组实验中盐酸过量B．乙组实验中盐酸不足C．合金中Mg、Al的物质的量之比为1∶1D．盐酸的物质的量浓度为·L－19．金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之一为皮江法。该方法是以白云石CaCO3·MgCO3为原料，经高温煅烧生成氧化物CaO·MgO，氧化物在还原炉中经1200℃真空条件下用硅铁还原生成镁蒸气铁在反应前后化合价不变，镁蒸气经冷凝器冷凝为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁。反应工艺流程如图所示：

1在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如图，从图中分析，还原反应的反应热ΔH________填“<”、“>”或“＝”0，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。

2工业上，另一种冶炼镁的原理是MgCO3eq\o=,\s\uol/L。

参考答案【高考真题演练】1．解析1分析框图，“逆推法”得，白色沉淀2为FeOH2，溶液3为FeCl2，固体2为FeO；由无机矿物盐X与盐酸反应以及X受热分解均可得气体甲，再结合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的转化关系可知：甲为CO2，故白色沉淀1为CaCO3，所以固体1是FeO和CaO的混合物，X应是CaCO3和FeCO3组成的矿物盐。综合分析，矿物盐中元素应为Ca、Fe、C、O四种。nCO2＝eq\f－,44mol＝，设CaCO3、FeCO3为mol、ymol，列方程组eq\b\lc\{\a\vs4\al\co1＋y＝,100＋116y＝解得＝y＝可以判定，该矿物盐化学式为CaCO3·FeCO3或写为CaFeCO32。3FeOH2具有还原性，易被空气中O2氧化为红褐色FeOH3。4根据要求：固体1中的FeO具有还原性，它可与CO2发生氧化还原反应，生成Fe2O3和CO。其他合理答案也对答案1eq\o\al·,·eq\oO,\s\uol；④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2与浓NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO3和H2O。随着反应进行，溶液浓度变小，这时Cl2与稀NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3种盐分别为NaCl、NaClO、NaClO3。⑤Al的活动性强于Fe，在步骤Ⅴ中加入Al粉与FeCl3发生置换反应，以除去FeCl3从而提高AlCl3的纯度。答案1Al3＋＋3H2OAlOH3胶体＋3H＋2①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率②Fe或铁③Al2O3s＋3Cs＋3Cl2g=2AlCl3g＋3COgΔH＝＋mol④NaCl、NaClO、NaClO3⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度4．解析1铝热反应实验需要高温条件，实验时一般用镁条插入KClO3中，镁条燃烧放热，KClO3受热分解放出O2，使镁条燃烧持续进行。2由于2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，故用KSCN溶液检验无明显现象不能证明固体混合物中无Fe2O3。答案1BD2不能Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋或只写Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋【模拟试题精练】1．D[A项，常温下，浓硝酸使铁钝化，故可用铁制容器盛装浓硝酸；B项，合金的硬度一般大于它的成分金属，这是合金的特性之一；C项，工业上用电解法冶炼钠、镁、铝等活泼金属；D项，钢闸门与电源负极相连以防止其在海水中被腐蚀，这是外加电流的阴极保护法。]2．D[利用铝热反应，Al常作还原剂冶炼其他金属。]3．D[高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳在高温下再与碳反应生成还原剂一氧化碳。CO与铁矿石反应又生成CO2，碳元素既被氧化又被还原。]4．A[K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属应使用电解法，Cu、Fe等金属应使用热还原法，Hg、Ag等不活泼金属应使用热分解法。]5．B[电解法制取金属钠时，需要电解熔融的NaCl，而不是其溶液，A项错误；镁的还原性很强，不能用热还原法来制取，而应用电解熔融氯化镁的方法，C项错误；熔融的氯化铝不导电，故不能电解其熔融物制取金属铝，而应电解熔融的氧化铝，D项错误。]6．D[可将1molAl65Cu23Fe12看作65mol铝、23mol铜、12mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65mol×3/2＝；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65mol×3/2＋12mol＝；与稀硝酸反应时三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65mol＋23mol×2/3＋12mol＝；所以产生气体物质的量关系为n稀硝酸<n烧碱<n盐酸。]7．C[反应②是在惰性气体作保护气的条件下，用镁置换出钛，镁与氮气会反应生成氮化镁。]8．D[对比甲、乙两组的实验数据，可以看出，乙组所用的合金比甲组多，产生的H2也多，说明甲组中的盐酸未反应完，盐酸是过量的。从甲组的实验可知，每毫克合金与盐酸反应产生H2的体积为eq\f280,255mL，若乙组的合金耗尽，应生成H2的体积为eq\f280,255×385mL＝423mL，实际上只生成336mL，说明乙组中盐酸不足。根据甲组的实验可求出合金中Mg、Al的物质的量，设分别为mol、ymol。有24＋27y＝，＋＝eq\f,，联立两式，解得＝y＝，∶y＝1∶1。根据乙组的实验可求出盐酸的物质的量浓度：eq\f,·mol－1×2＝cHC