2015高考化学一轮课时检测（4）金属材料与金属矿物

课时跟踪检测(四)金属材料与金属矿物1．(2014·盐城中学模拟)“十二五”(2011～2015年)末期，随着铁路的建设发展，一票难求的情况将从根本上改观，或者说将成历史。下列有关说法中正确的是()A．铁路建设所需的大量水泥属于新型无机非金属材料B．铁路勘探时常用太阳能电池提供能量，太阳能电池是原电池C．铁轨焊接时常用到铝热反应，铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化D．工业上铁、金的冶炼均采用热还原法2．下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是()A．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())Mg＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(2125℃),\s\do5())2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe＋3CO2D．HgS＋O2eq\o(=,\s\up7(焙烧),\s\do5())Hg＋SO23．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。下列有关金属冶炼的说法正确的是()A．肯定发生的是置换反应B．肯定发生的是氧化还原反应C．只能用金属作还原剂冶炼金属D．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，主要取决于金属在地壳中的含量多少4．(2014·石家庄模拟)下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu5．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼6．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：NaCuAlFe熔点(℃)97.510836601535沸点(℃)883259522003000根据以上数据判断其中不能形成合金的是()A．Cu和Al B．Fe和CuC．Fe和Na D．Al和Na7．(2014·六合高级中学模拟)若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是()A．Mn＋2HCl=MnCl2＋H2↑B．Mg＋MnSO4=MgSO4＋MnC．Mn＋Cu(NO3)2=Mn(NO3)2＋CuD．Fe＋MnSO4=FeSO4＋Mn8．(2014·苏州一中模拟)下列关于金属冶炼的说法不正确的是()A．金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的B．天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质C．金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤D．金属冶炼一定要用到还原剂9．(2014·无锡一中模拟)钛及其合金具有密度小，强度高，耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油化工、医药等部门，因此，钛被誉为第三金属和战略金属。从铁钛矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下：(1)钛铁矿的主要成分是FeTiO3，第一步发生的反应：FeTiO3＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))TiO2＋Fe＋CO↑，在FeTiO3(钛酸亚铁)中，钛的化合价为________。(2)第二步：二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳，写出化学方程式：________________，还原产物是________________。(3)用镁在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是________________；写出化学方程式______________________________。(4)菱镁矿(主要成分是碳酸镁)煅烧后与焦炭混合在氯化器中高温下通入氯气生成氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁。①写出菱镁矿煅烧及氯化制取氯化镁的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________；②写出电解熔融氯化镁的电解方程式________________________________。10．(2014·武进高级中学模拟)自然界钨主要以钨(＋6)酸盐的形式存在，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)。黑钨矿传统冶炼工艺流程图如下：(1)写出上述第一步转化中生成MnO2的化学反应方程式________________________________________________________________________；整个转化过程中黑钨矿被氧化的元素是_____________________________________。(2)检验沉淀C是否洗涤干净的操作是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)已知上述转化中W的化合价未发生变化，将产品D用炭或氢气还原均可得到钨，根据实际生产需要，请你选择合适的还原剂，说明理由：________________。(4)产品D有一种蓝色非整比的存在形态，其化学式为WO(3－x)，该化合物中存在五价和六价两种价态的钨。若x＝0.1，则化合物中五价和六价的钨原子数之比为________。11．(2014·扬州中学模拟)某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和大量脉石(SiO2)，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其流程图如下：已知：①当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；②反萃取后的水层是硫酸铜溶液，Cu2＋浓度约为50g/L。(1)矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为：Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O；请写出该过程中发生的另一个氧化还原反应的离子方程式：_____________________。(2)写出用惰性电极电解水层的电解总反应方程式：________________________。(3)循环中反萃取剂B的主要成分是________________________________。(4)某铜矿石样品中，若仅含氧化亚铜、三氧化二铁和脉石三种物质。取该矿石样品200.0g，用100mL1.0mol·L－1H2SO4溶液浸取后，还需加入10mL1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液才能使铜全部浸出，浸取液经充分电解后可得到6.4g12．(2014·扬中高级中学模拟)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以选用稀硝酸C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D．实验方案Ⅱ更便于实施13．(2014·宿迁淮安期中联考)为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。溶液胆矾请回答：(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：________________。(2)试剂X是________。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是________________。(3)进行步骤Ⅱ时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，为了避免固体C减少，可采取的改进措施是________________。(4)用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：写出途径①中反应的离子方程式________________________，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由________________________。答案1．选CA项，水泥属于传统无机非金属材料，错误；B项，太阳能电池是光能转化为电能，不属于原电池知识，错误；C项，铝热反应的温度很高，可以将铁熔化，正确；D项，金的冶炼采用热分解法，错误。2．选BAl为活泼金属，不能用炭还原法冶炼，应用电解法冶炼。3．选B金属的冶炼是将化合态的金属还原成金属单质，肯定是氧化还原反应；金属冶炼的方法有热分解法、热还原法和电解法，多数反应不是置换反应；还原法所用的还原剂有H2、CO、活泼金属等；金属的活动性越弱，越容易以游离态形式存在于自然界，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原为金属单质，因而冶炼越容易。4．选BMg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。5．选B工业上冶炼镁采用的是电解熔融氯化镁的方法；冶炼铜的方法较多，大多使用的是热还原法，也可以使用生物炼铜等绿色环保的方法。6．选C钠的沸点883℃，而铁的熔点为17．D8.D9．解析：(1)根据钛酸亚铁名称知，铁呈＋2价，从反应式看，得失电子总数相等，说明钛化合价没有变化，即钛呈＋4价。(2)根据反应物和产物写化学方程式，注意配平。(3)高温下镁和钛都易与空气中的氧气反应，故要在保护气中还原钛，不能用二氧化碳和氮气作保护气，因为镁能与二氧化碳和氮气反应。用惰性气体作保护气，如氩气等。(4)碳酸镁分解类似碳酸钙，在氯气作用下焦炭还原氧化镁生成氯化镁和一氧化碳。电解熔融氯化镁生成镁和氯气。答案：(1)＋4价(2)TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO四氯化钛(3)惰性气体保护2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(高温))2MgCl2＋Ti(4)①MgCO3eq\o(=,\s\up7(高温))MgO＋CO2↑，MgO＋Cl2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))MgCl2＋CO②MgCl2eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑10．(1)2MnWO4＋O2＋4NaOH=2MnO2＋2Na2WO4＋2H2OMn、Fe(2)取最后一次的洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀产生则已洗涤干净，反之则未洗净。(3)若选择炭，降低冶炼成本(若选择H2，则是对所得产品的纯度要求很高)(4)1∶411．解析：(1)“浸出”就是“溶解”的含义。Cu2O在H＋作用下生成Cu，Cu可以被Fe3＋进一步溶解。(2)从“已知”知，水层为CuSO4溶液，电解CuSO4溶液析出Cu及O2。(3)电解后的残液只有H2SO4，故其作反萃取剂。(4)根据铜守恒，原来Cu2O为6.4/64×1/2＝0.05mol，Cu2O%＝0.05×144/200×100%＝3.6%。由“Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O”知，生成的Cu为0.05mol，与Fe3＋发生反应为：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，故共需要0.1molFe3＋将Cu全部溶解，加入的Fe2(SO4)3溶液中的Fe3＋为0.02mol，所以样品中Fe2O3溶解出来的Fe3＋为0.08mol，则Fe2O3为0.04mol，Fe2O3%＝0.04×160/200×100%＝3.2%。答案：(1)Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋(2)2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))O2↑＋2Cu＋2H2SO4(3)H2SO4(4)Cu2O：3.6%Fe2O3：3.2%12．选B方案Ⅱ中，加入稀HNO3时，铜铝均可以被溶解，无法测定剩余固体，B项错。13．解析：(1)三种金属中，只有Al与碱反应，2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(2)分离铁、铜制备绿矾，所以用硫酸；三步都是固液分离，过滤。(3)图中用的浓盐