凌海届高考化学一轮复习专题六镁铝铁铜金属的冶炼题组精练2文档格式.docx
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5.[2016上海,20,4分]已知NaOH+Al(OH)3
Na[Al(OH)4]。
向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;
再过一段时间,罐壁又重新凸起。
上述实验过程中没有发生的离子反应是( )
A.CO2+2OH-
C+H2O
B.Al2O3+2OH-+3H2O
2[Al(OH)4]-
C.2Al+2OH-+6H2O
2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.Al3++4OH-
[Al(OH)4]-
6.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A.3∶1 B.2∶1 C.1∶1 D.1∶3
7.[2014北京理综,7,6分]下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )
A.KB.NaC.Fe
D.Al
8.向MgSO4、(NH4)2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。
下列图像中,能正确表示上述反应的是(x轴表示加入NaOH溶液的体积,y轴表示反应生成沉淀的质量)( )
A
B
C
D
9.利用铝热反应可以焊接钢轨。
下列说法正确的是( )
A.铝、氧化铝中铝原子、铝离子的半径r(Al)>
r(Al3+)
B.工业上可用铝热反应的方法制取镁
C.在铝热反应中,化学能全部转化为光能
D.在铝热反应中,铁的还原性大于铝的还原性
10.[2015广东理综,32,16分]七铝十二钙(12CaO
·
7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料。
用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和 。
用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不
溶,若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×
10-6mol·
L-1,则溶液pH大于 [Mg(OH)2的Ksp=5×
10-12];
该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。
(2)滤液Ⅰ中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);
若滤液Ⅰ中仅通入CO2,会生成 ,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为 。
(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlC和Al2C两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。
放电时负极Al的电极反应式为 。
11.[2018合肥调研检测]在给定条件下,下列物质的转化不能实现的是( )
A.Fe2O3
FeCl3溶液
无水FeCl3
B.饱和NaCl溶液
NaHCO3
Na2CO3
C.Al2O3
NaAlO2溶液
Al(OH)3
D.MgCl2溶液
Mg(OH)2
MgO
12.[2016海南,14,8分]KAl(SO4)2·
12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。
实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。
回答下列问题:
(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用 (填标号)。
a.HCl溶液b.H2SO4溶液c.氨水d.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解
过程中主要反应的化学方程式为 。
(3)沉淀B的化学式为 ;
将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是
。
(4)已知:
Kw=1.0×
10-14,Al(OH)3
Al+H++H2O K=2.0×
10-13。
Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于 。
考点3铁及其化合物
13.向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.加入KSCN溶液可能变红色
B.溶液中一定含Fe2+
C.溶液中可能含有Cu2+
D.剩余固体中一定含Cu
14.[2016全国卷Ⅱ,28,15分]某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·
L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是
。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶
液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·
L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);
实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;
一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是 ;
生成沉淀的原因是
(用平衡移动原理解释)。
15.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
Ⅰ.方法一:
用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是 。
Ⅱ.方法二:
在如图所示装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是 。
16.甲、乙、丙三位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的实验。
Ⅰ.甲同学的方案如图1:
试管中依次放入湿棉花和还原性铁粉,加热。
把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中,用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火,观察到的现象是 ;
发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.乙同学所采用的装置如图2:
分别用灯1和灯2加热反应器中的水和还原性铁粉,当水蒸气将空气排出后用排水法收集一试管气体。
乙同学所采用的装置与甲同学的装置相比较,优点是 ;
结束实验的操作是 。
Ⅲ.丙同学将甲、乙两位同学所用装置进行改进,如图3所示:
在硬质玻璃管Ⅰ中放入还原性铁粉和石棉绒的混合物,硬质玻璃管Ⅱ中加入CuO。
干燥管Ⅰ中盛装的物质是碱石灰,干燥管Ⅱ中盛装的物质是无水硫酸铜和石棉绒的混合物。
(1)丙同学所采用的装置与乙同学的装置相比较,优点是
。
(2)实验开始时应先点燃a处的酒精灯,然后才点燃b处的酒精喷灯,原因是 。
(3)能证明铁与水蒸气反应的现象是 。
考点4铜及其化合物
17.[2018湖南师大附中模拟]CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想
B.Y可以是葡萄糖溶液
C.CuSO4在1100℃分解所得气体X是SO2和SO3的混合气体
D.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体
18.[2013广东理综,32,15分]银铜合金广泛用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
[注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃]
(1)电解精炼银时,阴极反应为 ;
滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为 。
(2)固体混合物B的组成为 ;
在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。
若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO+ Al2O3
CuAlO2+ ↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 molCuAlO2,至少需要1.0mol·
L-1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。
考点5金属材料与金属矿物的开发利用合金
19.下列有关合金的说法正确的是( )
A.合金中至少含有两种金属
B.合金的熔点比成分金属的高
C.合金的硬度比成分金属的小
D.青铜器所用材料属于合金
20.[2013重庆理综,8,14分]合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为 。
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为 。
②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为 。
焊接过程中使用的保护气为 (填化学式)。
(
2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0gCu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0g,则合金中Cu的质量分数为 。
②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。
结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有 。
21.[2018山东潍坊统考]金属及其化合物用途广泛,研究金属的提取、冶炼意义重大。
(1)下列各组金属,冶炼方法一定不同的是 (填序号)。
a.Hg、Ag b.Na、Mgc.Al、Fed.Na、Ca
(2)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有少量Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠(Na2Cr2O7)并制取铬,其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:
在碱性条件下,某些氧化剂能将Cr3+氧化为Cr。
①工业上可用固体A制取粗硅,写出反应的化学方程式:
。
②写出溶液D转
化为溶液E过程中反应的离子方程式:
。
③将金属铁和惰性电极浸入重铬酸钠酸性溶液,以铁为阴极就能实现铁上镀铬。
电镀过程中阴极反应式为 。
阴极上每沉积52g铬,阳极上放出 L氧气(标准状况下,忽略气体溶解)。
若电流强度为10A,F(法拉第常数)=96485C·
mol-1,则阴极上沉积52g铬所需时间的计算式t= 。
22.[2017长春质量监测(四)]稀土金属是我国战略性资源。
氟碳铈矿的主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。
其中一种提取铈的工艺流程如下:
已知:
焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3价的其他稀土氟氧化物;
+4价的铈的氧化物有很强的氧化性,通常在酸性条件下易被还原剂还原成+3价而溶于水。
请回答下列问题:
(1)酸浸Ⅰ中所用的酸A为(用字母表示) (a.盐酸 b.稀硫酸),原因是 。
(2)酸浸Ⅱ后,为避免三价铈以四氟硼酸盐形式损失,需用可溶性钾盐将四氟硼酸根离子转化为沉淀除去,该反应的离子方程式为 。
(3)实验室中进行萃取操作所用到的主要玻璃仪器名称是 ;
在操作Ⅰ后的溶液中加入NaOH溶液是为了调节溶液pH获得Ce(OH)3和 ,测定该溶液pH的操作是 。
(4)写出氧化步骤的化学方程式
答案
1.C 在常温下,镁和铝在空气里都能跟氧气反应,生成一层致密的氧化物薄膜,这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀性,但是在高温
下能剧烈反应,放出大量热,选项A错误;
镁能跟酸反应不能跟碱反应,选项B错误;
镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应生成氧化镁和碳,铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝,选项C正确;
铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物,在铝热反应中,在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)引发反应,中间插一根镁条,为反应提供高温条件,选项D错误。
2.C 比较几组数据可知,60mL盐酸
能产生气体的体积最多为672mL,则甲组说明盐酸过量,乙组不能说明,A选项错误;
根据关系:
2HCl~H2,所以n(HCl)=0.06mol,c(HCl)=1mol·
L-1,B选项错误;
通过甲组数据来计算金属的物质的量,设镁、铝的物质的量分别为x、y,则有24g·
mol-1×
x+27g·
y=0.51g,x+3/2y=0.025mol,求出x=0.01mol,y=0.01mol,C选项正确;
因为合金的组成是均匀的,所以丙组中镁和铝的物质的量之比依然为1∶1,则有24g·
n+27g·
n=0.918g,n=0.018mol,D选项错误。
3.(每空2分)
(1)MgCl2
Mg+Cl2↑ Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑
(2)2H3BO3
B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
2B+3MgO
【解析】
(1)电解熔融氯化镁,阴极生成镁,阳极放出氯气:
MgCl2
Mg+Cl2↑。
氯化镁是离子化合物,熔点较高,熔融状态意味着在高温条件下,此时水会与活泼金属镁发生置换反应:
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑。
(2)通过“类推法”写出,硼和铝均为ⅢA族元素,所以硼酸和氢氧化铝类似,受热脱水分解为B2O3:
2H3BO3
B2O3+3H2O,然后B2O3被强还原剂镁还原为单质B(类比SiO2可以被焦炭还原为Si):
B2O3+3Mg
2B+3MgO。
考生要善于利用元素周期律类推写出陌生化学反应方程式。
由于镁会与水反应,所以硼的制备过程不能用一个总化学方程式表示。
4.A 铝遇冷的浓硫酸发生钝化,但可以溶于热的浓硫酸中,①错误;
AlCl3是共价化合物,不能电解,工业制铝的方法是电解熔融的Al2O3,Al2O3是一种离子化合物,②错误;
常温下Al遇浓硝酸发生钝化,即铝遇浓硝酸形成一层致密的氧化膜,阻止铝与酸的进一步反应,③错误;
铝能与NaOH溶液反应而溶解,而镁不能与NaOH溶液反应,④错误;
氧化镁和氧化铝的熔点都很高,都能作耐火材料,⑤正确。
5.D 向集满CO2的易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,易拉罐渐渐凹瘪,是由于二氧化碳被氢氧化
钠溶液吸收,气体压强减小,发生了A项反应;
铝制易拉罐表面的氧化铝会与氢氧化钠溶液反应,发生了B项反应;
氢氧化钠溶液能与铝发生反应生成氢气,使易拉罐凸起,发生了C项反应;
由于溶液中没有Al3+,故未发生D项反应。
6.A 根据铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式:
2Al+6H+
2Al3++3H2↑,
2Al+2OH-+2H2O
2Al+3H2↑,可知当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
7.D 钾属于活泼金属,与氧气发生剧烈反应,A项错误;
钠属于活泼金属,与空气中的氧气发生反应生成氧化钠,氧化钠不能保护内层钠,B项错误;
铁在空气中发生反应:
2Fe+O2+2H2O
2Fe(OH)2、4Fe(O
H)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3、2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O,铁表面生成的Fe2O3不能保护铁,C项错误;
在空气中金属铝表面形成Al2O3保护层,可保护内层金属Al不被氧化,D项正确。
8.C 加入NaOH溶液首先发生反应:
Mg2++2OH-
Mg(OH)2↓、Al3++3OH-
Al(OH)3↓,则沉淀的质量逐渐增大;
当Mg2+、Al3+完全沉淀后发生反应:
N+OH-
NH3·
H2O,沉淀的质量保持不变;
当N完全反应后发生反应:
Al(OH)3+OH-
Al+2H2O,沉淀的质量减少,由于Mg(OH)2不与NaOH反应,故最后沉淀的质量为一定值。
9.A 铝离子核外有2个电子层,铝原子核外有3个电子层,则微粒的半径大小为r(Al3+)<
r(Al),
A项正确;
由于Al的还原性小于Mg的,无法通过铝热反应制取镁,工业上通常采用电解熔融氯化镁的方法制取镁,B项错误;
在铝热反应中,化学能除转化成光能,还转化为热能等能量,C项错误;
在铝热反应中,被置换出的金属的还原性小于反应物金属Al的,即铁的还原性小于铝的还原性,D项错误。
10.
(1)CaO(1分) 11(2分) 若使用(NH4)2SO4,会生成微溶的CaSO4进入滤渣,造成CaCO3产率降低(2分)
(2)N和OH-(2分) Ca(HCO3)2(2分) (3)Al2O3+2OH-
2Al+H2O(2分) (4)2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑(2分)(5)Al+7AlC-3e-
4Al2C(3分)
【解析】
(1)白云石煅烧时MgCO3和CaCO3均发生分解反应,得到MgO和CaO。
根据Mg(OH)2的Ksp和c(Mg2+)<
5×
L-1,可求得c(OH-)>
1.0×
10-3mol·
L-1,则溶液的pH>
11。
NH4NO3和(NH4)2SO4溶液水解均呈酸性,而S易和Ca2+结合转化成CaSO4微溶物,不利于CaO的
溶解。
(2)CaO在NH4NO3溶液中转化成Ca(OH)2和Ca(NO3)2,滤液Ⅰ中含有N和OH-,若滤液Ⅰ中只通入CO2,会生成Ca(HCO3)2。
(3)铝片表面的Al2O3与NaOH溶液反应转化为NaAlO2。
(5)放电时,负极发生氧化反应,且AlC参与电极反应,其反应式为Al-3e-+7AlC
4Al2C。
11.A 加热会促进FeCl3水解,且水解生成的HCl易挥发,故最终得不到无水FeCl3,A项符合题意。
向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,发生反应:
NaCl+H2O+CO2+NH3
NaHCO3↓+NH4Cl,过滤可得到NaHCO3,NaHCO3受热分解即可得到Na2CO3,B项不符合题意。
Al2O3与NaOH溶液反应可生成NaAlO2溶液:
Al2O3+2NaOH
2NaAlO2+H2O,向NaAlO2溶液中通入CO2可生成Al(OH)3沉淀,C项不符合题意。
MgCl2溶液和石灰乳能发生复分解反应得到Mg(OH)2,Mg(OH)2煅烧分解生成MgO,D项不符合题意。
12.
(1)d(2分)
(2)2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑(2分) (3)Al(OH)3(1分) Al3+水解,使溶液中H+浓度增大(1分) (4)20(2分)
【解析】
(1)试剂①的作用是除去废易拉罐中的Fe、Mg杂质,根据题意,应选择NaOH溶液,以溶解Al,过滤出Fe、Mg。
(2)易拉罐溶解过程中,Al与NaOH溶液发生反应。
(3)滤液A的主要成分为NaAlO2,加入NH4HCO3,得到的沉淀为Al(OH)3。
明矾溶于水,溶液呈弱酸性,是由于A发生水解,使溶液中H+浓度增大。
(4)Al(OH)3
Al+H++H2O的K=c(Al)·
c(H+)=2.0×
Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应:
Al+2H2O,平衡常数K'
====20。
13.A 加入铁粉,Fe先与FeCl3反应,后与CuCl2反应,充分反应后仍有固体存在,则该固体可能为①Cu,此时铁粉完全反应,FeCl3完全反应而CuCl2可能完全反应,也可能有剩余;
②Fe和Cu,此时铁粉有剩余,FeCl3、CuCl2均完全反应。
因此溶液中一定不含Fe3+,故加入KSCN溶液不会变红色;
溶液中一定含有Fe2+;
可能含有Cu2+;
剩余固体中一定含Cu。
14.
(1)防止Fe2+被氧化(1分)
(2)2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-(2分) (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(2分) (4)Fe2+(1分) Fe3+(2分) 可逆反应(2分) (5)2Fe2++H2O2+2H+
2Fe3++
2H2O(2分) Fe3+催化H2O2分解产生O2(1分) H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动(2分)
【解析】
(1)Fe2+具有还原性,FeCl2溶液易被氧化而变质,配制FeCl2溶液时加入少量铁屑,目的是防止Fe2+被氧化。
(2)溶液变红,说明有Fe3+生成,则FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-。
(3)甲组实验中,FeCl2易被空气中的O2氧化,会生成FeCl3,因此实验不够严谨。
加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔绝空气的作用,从而排除氧气对实验的影响。
(4)实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2+。
根据实验①,CCl4层显紫色,说明有I2生成,根据实验②