2022年苏教化学智能优化训练镁和铝的冶炼

1．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是()A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①答案：D2．(2022年厦门高二检测)海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④电解得到产物。下列关于提取镁的说法中，不正确的是()A．此法的优点之一是原料取自大海]B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D．电解冶炼镁要消耗大量电能解析：选C。由于MgO的熔点高，不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg。3.(2022年徐州高二检测)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是()A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物解析：选D。将铝箔浸入硝酸汞溶液中，发生反应2Al＋3Hg2＋=3Hg＋2Al3＋，该反应属于氧化还原反应。反应后有金属汞附在铝箔上，铝比汞活泼。在空气中，铝易与O2反应4Al＋3O2=2Al2O3，该反应也是氧化还原反应。有汞存在时，铝更易反应，由红墨水的右端上升可推断，该反应放热，使试管内压强增大。汞化学性质稳定，在常温下不与O2反应。4．近几年来，冠以“绿色化学”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A．Mgeq\o(→,\s\up7(HNO3))Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up7(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(稀HNO3))Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up7(O2))MgOeq\o(→,\s\up7(稀HNO3))Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4))MgSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液))Mg(NO3)2答案：C5．海水中镁的总储量约为×1015吨，而目前世界上利用的镁60%来自海水。如图是海水提取镁的工艺流程图。根据上面的图示，回答下列问题：(1)请写出海水提取镁的工艺流程中属于分解反应的一个化学方程式：________________________________________________________________________。(2)工业上采用电解熔融MgCl2的方法制得金属镁，电解槽中阴极的电极反应式为：________________________________________________________________________。(3)上述制备镁的工艺流程中，适合循环经济的做法是________________________________________________________________________。(4)工业上制取金属铝时用电解__________(填原料)的方法，试解释铝电解槽中的阳极碳棒为何要定期更换？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)用牡蛎壳(贝壳)烧制石灰属于分解反应，电解熔融氯化镁属于分解反应。(2)电解反应中，阴极发生还原反应，电解熔融氯化镁时阴极镁离子得电子，生成单质镁。(3)在生产工艺中，能够循环使用，对环境有利的做法都是循环经济。该工艺中海边贝壳的使用，属于因地制宜、废物利用；盐酸的循环使用也体现了这一思想。(4)工业冶炼铝用的是熔融的氧化铝和冰晶石，而不是氯化铝；电解时阳极产生氧气，氧气能够与该阳极材料碳棒反应，造成消耗，因此要定期更换。答案：(1)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑(或MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑)(2)Mg2＋＋2e－=Mg(3)海边牡蛎壳(贝壳)的利用、盐酸的循环使用(答一条即可)(4)熔融Al2O3和冰晶石阳极产生的氧气与阳极材料中的碳棒发生反应，而使阳极碳棒不断地被消耗1．(2022年赤峰高二检测)下列关于化工生产原理的叙述错误的是()①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③可电解冶炼铝，原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热A．①② B．②③C．①②③ D．②③④答案：D2．下列说法不正确的是()A．金属的物理性质和化学性质是金属冶炼、金属材料加工和使用的基础B．所有金属是与氧、硫等非金属元素形成化合物而存在C．把金属从矿石中提取出来，一般要经过开采和初步加工阶段，主要包括探矿、采矿、选矿等工序，之后进入冶炼阶段D．冶炼金属时，除原理可行外，实际生产中还要考虑经济、技术和环境保护等方面的问题答案：B3．(2022年梅州高二检测)铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A．不易生锈 B．导电性好C．密度小 D．强度高答案：B4．下列关于镁的冶炼说法中，正确的是()A．利用海水和石灰水作用可以得到氯化镁B．氯化镁的结晶水合物直接受热失去水，得到氯化镁C．电解氯化镁的水溶液得到金属镁D．利用氯化镁冶炼金属镁而不利用氧化镁的原因是氧化镁的熔点太高解析：选D。A项显然错误；B项中MgCl2·6H2O易水解，应在HCl气流中加热；C项电解MgCl2水溶液，得到Mg(OH)2、H2、Cl2、阴极上H＋放电；MgO熔点太高，D项正确。5．下列可被工业上采用的冶金方法是()A．电解熔融的氯化铝制铝B．电解熔融的氯化镁制镁C．电解氯化钠溶液制钠D．高温下用H2还原氧化镁制镁解析：选B。氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。A不正确。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中电解时，电子被H＋得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的。C不正确。比Al活泼的金属很难用一般的还原剂(如H2、CO、C等)把它们从化合物中还原出来。况且，MgO熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法。D不正确。6．(2022年青岛高二检测)下列化工生产过程中发生的反应不属于氧化还原反应的是()A．用油脂制肥皂 B．用铝土矿炼金属铝C．用氯气制漂白粉 D．用氢气和氮气合成氨解析：选A。写出有关的化学反应方程式，根据化合价的变化判断。7．(2022年江阴高二检测)有些反应看起来不能进行，而实际生产中恰被用来制备带下划线的物质，下列四个反应中，其反应原理与其他三个反应不同的是()A．KClO4＋H2SO4=HClO4＋KHSO4B．KCl＋NaNO3=NaCl＋KNO3C．Mg＋2RbCl=MgCl2＋2RbD．Na＋KCl=NaCl＋K解析：选B。A、C、D均利用沸点来制备物质，B中利用溶解度。8．用以下三种途径来制取等质量的Al(OH)3：①Aleq\o(→,\s\up7(H2SO4))Al2(SO4)3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Al(OH)3②Aleq\o(→,\s\up7(NaOH))NaAlO2eq\o(→,\s\up7(H2SO4))Al(OH)3③eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(Al\o(→,\s\up7(H2SO4))Al2SO43,Al\o(→,\s\up7(NaOH))NaAlO2))→Al(OH)3以下叙述正确的是()A．三种途径所消耗的NaOH的物质的量相等B．三种途径所消耗的H2SO4的物质的量相等C．三种途径所消耗的H2SO4的物质的量是途径①>途径③>途径②D．三种途径所消耗的NaOH的物质的量是途径①>途径②>途径③解析：选D。结合化学反应的方程式分析可知，若制取1molAl(OH)3时，①需H2SO4mol，NaOH3mol，②需NaOH1mol,H2SO4mol，③需H2SO4eq\f(3,8)mol，NaOHmol，可知选项D正确。9．已知工业上真空炼铷的化学反应方程式为2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up7(熔融))MgCl2＋2Rb(g)，利用这一反应的原因是()A．在一定条件下，部分反应都有一定可逆性B．Mg的金属活动性比Rb强C．Rb的沸点比Mg低，当把Rb蒸气抽走时，平衡向正反应方向移动D．MgCl2的热稳定性比RbCl强解析：选C。由于Rb的沸点较低，利用把Rb蒸气抽走，使平衡正向移动而得到金属Rb是正确的。10．许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获取的物质是()A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气D．食盐、淡水解析：选D。食盐和淡水不需要化学变化就能够从海水中获得。其他物质要经过化学变化得到。11．从海水中提纯粗盐后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。①从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是________________________________________________________________________。③电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是(填写代号)：________。A．H2B．CO2C．空气D．O2解析：①Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子中，Mg2＋与石灰乳提供的OH－反应生成Mg(OH)2沉淀。②“充分利用当地海洋化学资源”，它暗示的是利用贝壳中的CaCO3生产生石灰。③镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸气应在还原性的氛围中冷却，题给物质中只有H2不和Mg反应。答案：①沉淀Mg2＋(或制取Mg(OH)2)②贝壳③A12.下面是海水提镁的流程图：请回答下列问题：(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？________________________________________________________________________________________________________________________________________________；其主要成分发生化学变化的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？用离子方程式表示。(3)在用上述方法提镁的过程中，采用了哪些措施来提高经济效益？解析：海水提镁，最基本的方法就是往海水里加碱，使镁离子转化为氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁，之后经过滤、干燥、电解就可得到金属镁。CaO＋H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2，MgCl2eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(熔融))Mg＋Cl2↑。用上述方法提镁的过程中，采用了工业常用的循环利用的工艺来提高经济效益，上述方法中循环利用了氯气。答案：(1)贝壳作为原料之一，分解产生氧化钙，遇水产生氢氧化钙，将镁离子沉淀为氢氧化镁CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑(2)海水中的镁离子先与氢氧化钙生成氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，浓缩干燥得到纯的氯化镁，再加热熔融进行电解即得到金属镁；有关反应：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O，Mg2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(熔融))Mg＋Cl2↑。(3)对氯气进行循环利用来提高经济效益。13．图是用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制取硫酸铝和硫酸钾的操作步骤流程图(图中略去了沉淀物的洗涤操作)，请在图中圆括号内填入适当的试剂名称，在方括号内填入适当的分离方法，并回答有关问题。(1)试剂a是________，b是________，c是________；分离方法①是________，②是________，③是________。(2)进行上述操作①要用到的玻璃仪器有____________________________________________________________________。(3)按上述操作，不考虑损耗，在理论上158g明矾(式量474)最多可以制得Al2(SO4)3·18H2O(相对分子质量666)____________g，制得的K2SO4的质量至少应大于(相对分子质量174)____________g。解析：综合制备的流程图不难分析出(1)(2)要回答的问题。第(3)问可由铝守恒求出Al2(SO4)3·18H2O的质量是eq\f(158×666,474×2)g＝111g，由SOeq\o\al(2－,4)守恒求出生成的K2SO4应大于eq\f(158×174×2,474)g＝116g。答案：(1)氨水稀硫酸KOH溶液过滤加热蒸发结晶(2)普通漏斗、烧杯、玻璃棒(3)11111614．蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，还含有的金属离子是__________________。(2)进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pHCa(OH)2不能过量，若Ca