資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第14講　金屬材料和金屬礦物的開發(fā)利用
【備考目標】　1.了解金屬材料及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.了解金屬冶煉的原理和方法，認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要作用。3.了解釩、鈷、鎳及其化合物的重要性質(zhì)。
考點1　金屬材料與金屬冶煉
1．常見的金屬材料
(1)金屬材料的分類
(2)合金
(3)幾種常見的合金
2．金屬冶煉的一般方法及應(yīng)用
(1)金屬在自然界中的存在
(2)金屬冶煉的實質(zhì)
金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程，即：Mn＋＋ne－===M(M表示金屬)。
(3)金屬冶煉的方法
方法名稱 主要反應(yīng)原理(舉例)
熱分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑
熱還原法 CO作還原劑 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 (高爐煉鐵)
H2作還原劑 WO3＋3H2W＋3H2O
活潑金屬作還原劑 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
電解法 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
【提醒】　①工業(yè)上冶煉鋁是電解熔融Al2O3而不是電解熔融AlCl3，是因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導(dǎo)電。②冶煉鎂是電解熔融的MgCl2而不是電解熔融MgO，是因為MgO熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本，而MgCl2的熔點較低，更易熔融。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)合金材料中不可能含有非金屬元素(× )
(2)合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬(√ )
(3)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁在地殼中含量較低(× )
(4)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg(× )
題組練習(xí)
一、金屬材料、合金的性能與應(yīng)用
1．(2023·上海寶山統(tǒng)考二模)關(guān)于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是(　　 )
A．生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物 B．生鐵比鋼的含碳量更高
C．生鐵比鋼彈性更好 D．生鐵屬于鐵碳合金，鋼也是合金但不含碳
解析：選B。生鐵也是混合物，且含碳量更高(生鐵：2%～4.3%，鋼：0.03%～2%)。
2．青銅的主要成分是銅和錫，錫的熔點是232 ℃，含錫25%的青銅熔點約為800 ℃，《呂氏春秋·別類編》中有關(guān)于青銅的記載“金(銅)柔錫柔，合兩柔則為剛，燔(燒)之則為淖(液體)。”下列說法正確的是(　　 )
A．在輪船外殼懸掛鋅、錫等金屬塊可減慢鋼鐵的腐蝕
B．合金的熔點一定低于各組分金屬的熔點
C．銅和錫在元素周期表均位于第四周期
D．“合兩柔則為剛”體現(xiàn)了合金的硬度通常大于各組分金屬的特點
解析：選D。要保護鋼鐵，在和海水構(gòu)成的原電池中應(yīng)該讓鋼鐵作正極，活潑性比Fe強的金屬作負極，錫金屬性弱于鐵，不能保護鐵，故A錯誤；青銅的主要成分是銅和錫，錫的熔點是232 ℃，含錫25%的青銅熔點約為800 ℃，青銅的熔點高于錫，故B錯誤；錫位于元素周期表的第五周期，故C錯誤；“金(銅)柔錫柔，合兩柔則為剛”體現(xiàn)了合金硬度大于成分金屬硬度，故D正確。
二、金屬冶煉方法的選擇
3．下列關(guān)于金屬的冶煉方法敘述不正確的是(　　 )
選項 金屬 存在形式 冶煉方法
A 金 游離態(tài) 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離
B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉
C 鐵 化合態(tài) 鋁的金屬性比鐵強，可用鋁熱法制鐵
D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉
解析：選D。鈉一般是用電解熔融NaCl的方法制取，而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。同時注意，此題易誤選C，一般認為鐵是由CO還原Fe2O3制得，但在實際生活中，在鐵軌焊接等方面是用鋁熱反應(yīng)來制取的。
4．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用，古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅。現(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對金屬的冶煉對應(yīng)方法的分析不正確的是(　　 )
A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④
解析：選B。(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅是采用焦炭法冶煉金屬銅，對應(yīng)方法①，故A正確；(Ⅱ)濕法煉銅是采用活潑金屬置換法冶煉金屬銅，對應(yīng)方法③，故B錯誤；(Ⅲ)鋁熱反應(yīng)是采用活潑金屬置換法冶煉金屬，對應(yīng)方法③，故C正確；(Ⅳ)從光鹵石中冶煉金屬鎂是采用電解熔融氯化鎂的方法，對應(yīng)方法④，故D正確。
考點2　釩、鈷、鎳及其化合物的重要性質(zhì)
1．釩及其化合物
(1)釩：常溫下不活潑，不與空氣、水、苛性堿作用，也不與非氧化性的酸作用，但溶于氫氟酸，也溶于強氧化性的酸(如硝酸和王水)。
(2)五氧化二釩：兩性氧化物，但以酸性為主，微溶于水，可形成穩(wěn)定的膠體，有較強的氧化性。V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O或V2O5＋2NaOH===2NaVO3＋H2O(依具體條件而定)；V2O5＋6HCl===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。1 800 ℃發(fā)生分解反應(yīng)：2V2O52V2O4＋O2↑。
(3)VO2＋、VO：在酸性介質(zhì)中，VO具有強氧化性，VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O，2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。
(4)釩酸鹽：偏釩酸鹽(如NH4VO3)、正釩酸鹽(如Na3VO4)等在加熱條件下不穩(wěn)定，如2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。
2．鈷、鎳及其化合物
單質(zhì) 常溫下鈷、鎳在空氣中能穩(wěn)定存在；加熱條件下可生成CoO、NiO
化合價 ＋2價 ＋3價
氧化物 CoO：一定條件下可被H2或CO還原成單質(zhì)鈷。能溶于酸和強堿，不溶于水、醇和氨水。NiO：能溶于酸和氨水，不溶于水 Co2O3、Ni2O3在酸性溶液中具有強氧化性：Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O；Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
氫氧化物 Co(OH)2：在空氣中被緩慢氧化為棕褐色的Co(OH)3；可被強氧化劑(如H2O2)迅速氧化。Ni(OH)2：在空氣中較穩(wěn)定，可采用氧化性較強的 Cl2將其氧化 Co(OH)3、Ni(OH)3在酸性溶液中有強氧化性：2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Co2＋＋Cl2↑＋6H2O；2Ni(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Ni2＋＋Cl2↑＋6H2O
氯化物 CoCl2、NiCl2在不同的溫度時可含不同數(shù)目的結(jié)晶水，前者因結(jié)晶水?dāng)?shù)目的不同呈現(xiàn)不同的顏色，可用于制造變色硅膠，還可用作干濕指示劑。NiCl2通常在有機溶劑中的溶解度比 CoCl2小得多，利用這一性質(zhì)可分離二者 Co3＋、Ni3＋僅能夠存在于固態(tài)物質(zhì)或配合物中，在水溶液中會發(fā)生如下反應(yīng)(鎳同)：4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑；CoCl3在加熱或遇水時發(fā)生分解：2CoCl32CoCl2＋Cl2↑
題組練習(xí)
以流程題形式考查釩、鈷、鎳及其化合物的轉(zhuǎn)化
1．(2023·湖南長郡中學(xué)模擬)某鉻鐵礦的主要成分為Cr2O3(還含有FeO、Al2O3、MgO等雜質(zhì))。如圖是制備Cr(OH)3的工藝流程：
已知：Na2CrO4溶于水，BaCrO4難溶于水。下列說法錯誤的是(　　)
A．NaOH參與的反應(yīng)為兩個
B．加壓(即增大氧氣的壓強)更有利于提高Cr的浸出率
C．加堿轉(zhuǎn)化步驟中，加入的堿可能為Ba(OH)2
D．溶解還原過程中，甲醇起助溶作用，HCl起還原和提供酸性環(huán)境的作用
解析：選D。加壓堿浸時，氧化鋁、氧化鉻與氧氣、氫氧化鈉反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]和鉻酸鈉，即氫氧化鈉參與2個反應(yīng)，A正確；加壓堿浸時，氧化鉻與氧氣、氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cr2O3＋8NaOH＋3O2===4Na2CrO4＋4H2O，加壓有利于提高鉻的浸出率，B正確；加堿轉(zhuǎn)化時，加入氫氧化鋇反應(yīng)生成鉻酸鋇沉淀，C正確；在溶解還原過程中，鉻酸鋇與鹽酸和甲醇反應(yīng)生成氫氧化鉻和二氧化碳：2BaCrO4＋4H＋＋CH3OH===2Cr(OH)3＋2Ba2＋＋CO2↑＋H2O，即甲醇為反應(yīng)物，HCl提供酸性環(huán)境，D錯誤。
2．黏土釩礦(主要成分為釩的＋3、＋4、＋5價的化合物以及SiO2、Al2O3等)中釩的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VO形式存在，采用如圖所示工藝流程可由黏土釩礦制備V2O5。已知：V2O5在堿性條件下以VO形式存在。下列說法不正確的是(　　 )
A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成VO，至少需要1 mol KClO3
B．濾液1中主要的陰離子有[Al(OH)4]－、VO、Cl－、OH－、SO
C．“煅燒”時需要的儀器主要有蒸發(fā)皿、玻璃棒、三腳架、酒精燈
D．“煅燒”時，NH4VO3受熱分解：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O
解析：選C。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價的化合物存在，還包括SiO2、Al2O3等，加入稀硫酸，使Al2O3生成Al3＋；加入KClO3將VO＋和VO2＋氧化成VO，濾渣1為SiO2，濾液含有VO、K＋、Cl－、Al3＋、SO；加入KOH溶液至pH>13，濾液1含有K＋、[Al(OH)4]－、VO、Cl－、OH－、SO，通入CO2生成氫氧化鋁沉淀，濾液中加入NH4HCO3沉釩得到NH4VO3，最后煅燒得到V2O5。VO＋中V元素為＋3價，VO中V元素為＋5價，3 mol VO＋被氧化成VO，失去6 mol電子，1 mol KClO3變?yōu)镵Cl得到6 mol電子，得失電子守恒，A正確、B正確；“煅燒”時需要的儀器主要有坩堝、玻璃棒、三腳架、酒精燈、泥三角等，C錯誤；NH4VO3煅燒生成V2O5，化學(xué)方程式為2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O，D正確。
高考真題
1．(2022·廣東高考)中華文明源遠流長，在世界文明中獨樹一幟，漢字居功至偉。隨著時代發(fā)展，漢字被不斷賦予新的文化內(nèi)涵，其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由合金材料制成的是(　　 )
漢字載體
選項 A.獸骨 B.青銅器 C.紙張 D.液晶顯示屏
答案：B
2．(2023·遼寧高考)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以＋6價形式存在，下列說法錯誤的是(　　)
A．“焙燒”中產(chǎn)生CO2 B．濾渣的主要成分為Fe(OH)2
C．濾液①中Cr元素的主要存在形式為CrO D.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用
解析：選B。流程梳理如圖：
焙燒時Cr2O3發(fā)生反應(yīng)：2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，有CO2產(chǎn)生，A項正確；焙燒時FeO發(fā)生反應(yīng)：4FeO＋O22Fe2O3，濾渣的主要成分為Fe2O3，B項錯誤；水浸后濾液①中主要溶質(zhì)為Na2CrO4，Cr元素的主要存在形式為CrO，C項正確；淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖具有還原性，能將CrO還原為Cr(OH)3，D項正確。
3．(2022·山東高考)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如圖，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列說法錯誤的是(　　 )
A．固體X主要成分是Fe(OH)3和S，金屬M為Zn B．浸取時，增大O2壓強可促進金屬離子浸出
C．中和調(diào)pH的范圍為3.2～4.2 D．還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成
解析：選D。分析流程圖可知，固體X主要成分是S、Fe(OH)3，金屬M為Zn，故A正確；CuS難溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的濃度，可以反應(yīng)消耗S2－，使之轉(zhuǎn)化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動，促進金屬離子的浸取，B正確；結(jié)合離子沉淀的pH范圍，可知用NH3調(diào)節(jié)溶液pH時，要使Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以離子形式存在于溶液中，應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH范圍為3.2～4.2，故C正確；在用H2還原Cu2＋變?yōu)镃u單質(zhì)時，H2失去電子被氧化為H＋，與溶液中OH－結(jié)合形成H2O，若還原時增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去電子還原Cu單質(zhì)，因此不利于Cu的生成，故D錯誤。
4．(2021·河北高考)綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設(shè)計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實現(xiàn)了Cr Fe Al Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：
回答下列問題：
(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符號)。
(2)工序①的名稱為_______________________________________________________。
(3)濾渣Ⅰ的主要成分是__________(填化學(xué)式)。
(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。
(5)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有__________(填化學(xué)式)。
(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序________(填“①”或“②”或“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。
(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為__________。(通常認為溶液中離子濃度小于10－5mol·L－1為沉淀完全；Al(OH)3＋OH－ [Al(OH)4]－；K＝100.63，Kw＝10－14，Ksp[Al(OH)3]＝10－33)
解析：由題給流程可知，在熔融氫氧化鈉作用下，F(xiàn)e(CrO2)2被氧氣高溫氧化生成鉻酸鈉和氧化鐵，氧化鋁與熔融氫氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉，氧化鎂不反應(yīng)；將氧化后的固體加水溶解，過濾得到含有氧化鎂、氧化鐵的濾渣Ⅰ和含有過量氫氧化鈉、鉻酸鈉、四羥基合鋁酸鈉的濾液；將濾液在介穩(wěn)態(tài)條件下分離得到鉻酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液和四羥基合鋁酸鈉溶液；向鉻酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳得到重鉻酸鈉和碳酸氫鈉沉淀；向四羥基合鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳氣體得到氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；向濾渣Ⅰ中通入二氧化碳和水蒸氣，氧化鎂與二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液；碳酸氫鎂溶液受熱分解得到碳酸鎂固體和二氧化碳、水蒸氣，二氧化碳、水蒸氣可以在工序②循環(huán)使用；碳酸鎂高溫煅燒得到氧化鎂。
(1)由分析可知，高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是鐵元素和鉻元素。(2)工序①為將氧化后的固體加水溶解浸出可溶性物質(zhì)。(3)濾渣Ⅰ的主要成分是氧化鐵和氧化鎂。(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)為鉻酸鈉溶液與過量的二氧化碳反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋2NaHCO3↓。(5)碳酸氫鈉代替高溫連續(xù)氧化工序中的氫氧化鈉發(fā)生的主要反應(yīng)為高溫下Fe(CrO2)2與氧氣和碳酸氫鈉反應(yīng)生成鉻酸鈉、氧化鐵、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；若將碳酸氫鈉換為碳酸鈉也能發(fā)生類似的反應(yīng)。(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體為二氧化碳和水蒸氣，將混合氣體通入濾渣Ⅰ中可以將氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液，則混合氣體最適宜返回的工序為工序②。(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的反應(yīng)為[Al]－＋H＋ Al↓＋H2O，反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1＝＝＝＝1013.37，當(dāng)c[Al]－為10－5 mol/L時，溶液中氫離子濃度為＝ mol/L＝10－8.37 mol/L，則溶液的pH為8.37。
答案：(1)Fe、Cr　(2)溶解浸出(3)MgO、Fe2O3
(4)2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋2NaHCO3↓　(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O　Na2CO3　(6)②(7)8.37
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(2023·河北保定期末)人類大規(guī)模冶煉和使用鋁的時間晚于冶煉及使用銅和鐵的時間，其根本原因是(　　 )
A．鋁元素在地殼中的含量較低 B．鋁及其合金密度較小 C．鋁元素金屬性較強 D．鋁單質(zhì)的熔點較低
解析：選C。鋁元素金屬性較強，讓鋁離子還原為鋁單質(zhì)需要使用強還原劑或采用電解法，實驗條件要求高，所以冶煉和使用的時間晚。
2．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，不恰當(dāng)?shù)氖?　　 )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ D．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
解析：選B。Mg是活潑金屬，利用電解熔融氯化鎂的方法獲得金屬Mg，B錯誤。
3．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是(　　 )
A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬在工業(yè)上通常采用鋁熱法煉制
B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單
C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)
D．煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳
解析：選D。A項，工業(yè)上鐵用CO還原法煉制，錯誤；B項，是因為Al有良好的性能，才被廣泛使用，錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。
4．《天工開物》中“冶鐵”原典中記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也別有鐵炭一種，取其火性內(nèi)攻、焰不虛騰者，與炊炭同形而有分類也……”。下列說法正確的是(　　 )
A．熟鐵是純凈的鐵單質(zhì)，生鐵是鐵和碳的混合物 B．冶鐵過程只涉及化合反應(yīng)與置換反應(yīng)
C．鐵炭和炊炭均為碳元素的同素異形體 D．冶鐵用到的煤炭和木炭均可還原鐵的氧化物
解析：選D。A項，生鐵是鐵合金，屬于混合物，生鐵的含碳量為2%～4.3%，熟鐵指的是鋼，也是鐵合金，屬于混合物，鋼的含碳量為0.03%～2%，錯誤；B項，冶鐵過程中CO與鐵的氧化物反應(yīng)生成鐵和CO2不屬于化合反應(yīng)和置換反應(yīng)，錯誤；C項，鐵炭和炊炭不互為同素異形體，鐵炭指鐵合金，為混合物，錯誤。
5．(2023·湖北名校聯(lián)考)化學(xué)焊接技術(shù)的原理之一是利用焊劑(主要成分為Al與CaO)在高溫下反應(yīng)制得液態(tài)金屬(或合金)，凝固后，除去焊接點表面的焊渣，實現(xiàn)焊件金屬的焊接。下列說法錯誤的是(　　 )
A．Al與Fe2O3也能發(fā)生類似反應(yīng)
B．焊渣的主要成分是Al(OH)3
C．焊接前可用還原性氣體在加熱條件下除去焊件金屬表面的氧化膜
D．若在反應(yīng)體系中加入低熔點金屬，則可形成低熔點液態(tài)合金便于焊接
解析：選B。Fe的活潑性弱于Al，在高溫條件下可發(fā)生鋁熱反應(yīng)，A正確；焊劑(主要成分為Al與CaO)在高溫下反應(yīng)得到液體金屬，結(jié)合元素守恒可知，焊渣的主要成分為Al2O3，B錯誤；利用還原性氣體(如H2，CO等)除去焊件金屬表面的氧化膜可使焊接更加牢固，C正確；一般合金的熔點低于任一組分金屬，加入低熔點金屬，可在更低溫度下得到液態(tài)合金，便于焊接，同時還可以保護焊件金屬，D正確。
6．下圖為鋁的生產(chǎn)原理示意圖，下列相關(guān)說法不正確的是(　　 )
A．冰晶石做助熔劑 B．氧化鋁屬于過渡晶體
C．金屬鐵、銅的冶煉方法與鋁類似 D．鋁在工業(yè)上是一種很好的還原劑
解析：選C。冰晶石在電解鋁工業(yè)中常用作助熔劑，A正確；氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)具有某些過渡金屬的特征，因此被稱為過渡晶體，B正確；工業(yè)上用電解熔融的氧化鋁的方法得到金屬鋁和氧氣，而工業(yè)上用熱還原法來冶煉金屬鐵、銅，C錯誤； Al為活潑金屬，在冶金工業(yè)中常作還原劑，D正確。
7．(2023·山東聊城二模)已知Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。實驗室利用廢舊鍍鋅鐵皮(Fe元素的質(zhì)量分數(shù)為z)制備磁性Fe3O4膠體粒子的過程為：①堿溶：取x g鍍鋅鐵皮于燒杯中，加入足量NaOH溶液，加熱、過濾、水洗；②酸溶、氧化：向所得不溶物中加入稀硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH始終保持在1～2之間并加入NaClO溶液；③堿溶、分離：再向溶液中滴加NaOH溶液并加熱，同時向溶液中持續(xù)通入N2，充分反應(yīng)，分離得到y(tǒng) g Fe3O4膠體粒子。下列說法正確的是(　　 )
A．①中“過濾”所得的濾液中含有Zn2＋ B．②中“氧化”時加入的NaClO要過量
C．③中“分離”操作中包括過濾 D．Fe3O4膠體粒子的產(chǎn)率為×100%
解析：選D。由題意可知，制備磁性四氧化三鐵膠體粒子的過程為向廢舊鍍鋅鐵皮中加入足量氫氧化鈉溶液共熱，將鋅轉(zhuǎn)化為Na2[Zn(OH)4]，過濾、水洗得到含有Na2[Zn(OH)4]的濾液和不溶物；向不溶物中加入稀硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH始終保持在1～2之間，將鐵轉(zhuǎn)化為亞鐵離子后，加入適量次氯酸鈉溶液將亞鐵離子部分氧化為鐵離子，再向溶液中滴加氫氧化鈉溶液并加熱，同時向溶液中持續(xù)通入氮氣，充分反應(yīng)后，用滲析的方法分離得到四氧化三鐵膠體粒子。由分析可知，①中過濾所得的濾液中含有[Zn(OH)4]2－，不含有鋅離子，A錯誤；②中加入適量次氯酸鈉溶液的目的是將亞鐵離子部分氧化為鐵離子，若加入過量次氯酸鈉溶液會將亞鐵離子完全氧化為鐵離子，不可能得到四氧化三鐵，B錯誤；③中分離操作為用滲析的方法分離得到四氧化三鐵膠體粒子，C錯誤；由題給數(shù)據(jù)可知，四氧化三鐵膠體粒子的產(chǎn)率為×100%＝×100%，D正確。
8．(2023·遼寧丹東一模)用鉻鐵合金(含少量Ni、Co單質(zhì))生產(chǎn)硫酸鉻的工藝流程如下：
已知浸出液中主要金屬陽離子為Ni2＋、Co2＋、Cr3＋、Fe2＋。下列說法正確的是(　　 )
A．“浸出”產(chǎn)生的氣體主要為SO2
B．“濾渣1”的主要成分為NiS、CoS
C．“沉鐵”步驟主要反應(yīng)的離子方程式為：Fe2＋＋C2O===FeC2O4↓
D．整個流程中鉻元素先被氧化為＋6價，后被還原為＋3價
解析：選B。由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成的氣體為H2，溶液中含Ni2＋、Co2＋、Cr3＋、Fe2＋，加入Na2S分離出濾渣CoS和NiS，Cr3＋和Fe2＋不會沉淀，再加入草酸除鐵生成FeC2O4，過濾分離出硫酸鉻。加入稀硫酸溶解合金，產(chǎn)生的氣體為氫氣，A錯誤；共有四種金屬，由流程可知，沉鐵后分離出硫酸鉻，則“除雜”的目的是除去Ni、Co元素，所以“濾渣1”的主要成分為NiS、CoS，B正確；草酸是一種弱酸，不能拆，正確的離子方程式為：Fe2＋＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋，C錯誤；流程中未產(chǎn)生六價鉻化合物，D錯誤。
9．含鉻廢水會嚴重污染環(huán)境，一種煙氣協(xié)同處理含鉻廢水(含CrO、Cr2O、泥沙等)的流程如圖：
下列說法不正確的是(　　 )
A．“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物
B．溶液A通常選用硫酸，用于“調(diào)pH”，目的是將CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O
C．“還原”過程涉及的氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3
D．母液經(jīng)處理可獲得(NH4)2SO4
解析：選C。“沉降”可以除去不溶性物質(zhì)，主要目的是除去泥沙等不溶物，A正確；Cr2O＋H2O 2CrO＋2H＋，加入稀硫酸，氫離子濃度變大，平衡逆向移動，CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O，B正確；“還原”過程涉及的氧化還原反應(yīng)中，二氧化硫生成硫酸根離子，正六價鉻轉(zhuǎn)化為正三價鉻，根據(jù)得失電子守恒可知，3SO2～Cr2O，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3，C錯誤；加入氨水得到Cr(OH)3沉淀和硫酸銨，過濾，母液經(jīng)處理可獲得(NH4)2SO4，D正確。
10．工業(yè)上以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，另含F(xiàn)eO、Fe2O3、CaO等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)錳酸鋰(LiMn2O4)，工藝流程如下：
下列說法錯誤的是(　　 )
A．可采用攪拌的方法提高“酸浸”時碳酸錳礦的浸出速率
B．加入CaO的目的是調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去
C．“合成MnO2”的化學(xué)方程式為MnSO4＋K2S2O8＋2H2O===MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4
D．“氣體1”中含兩種氣體，一種是CO2，另一種可能是CO
解析：選D。攪拌可使反應(yīng)物之間更充分地接觸，從而提高“酸浸”時碳酸錳礦的浸出速率，故A正確；加入CaO生成氫氧化鈣，能使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，故B正確；“合成MnO2”是硫酸錳作還原劑，K2S2O8作氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可得反應(yīng)：MnSO4＋K2S2O8＋2H2O===MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4，故C正確；二氧化錳與碳酸鋰混合反應(yīng)生成LiMn2O4，LiMn2O4中Mn的化合價有＋3價、＋4價兩種，可知發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，二氧化錳作氧化劑，則化合價升高的只能是－2價氧元素，故產(chǎn)物中還有氧氣，“氣體1”中所含兩種氣體應(yīng)為二氧化碳和氧氣，故D錯誤。
二、非選擇題(共2題，共35分)
11．(7分)鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。某同學(xué)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：
物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2 054 1 535 1 462
沸點/℃ 2 467 2 980 2 750
(1)該同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。這種推測有一定的道理，理由是________________________________________________________________________。(2分)
(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是______，當(dāng)觀察到________________________的現(xiàn)象時，說明熔融物中含有金屬鋁。(3分)
(3)實驗室溶解該熔融物，最好選用下列試劑中的____________(填字母)。(2分)
A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液
解析：(1)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可看出，金屬鋁熔點比金屬鐵低，當(dāng)生成的鐵熔化，金屬鋁也已經(jīng)熔化并與液態(tài)鐵形成合金。(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2。(3)濃硫酸使鐵、鋁鈍化，稀硝酸會產(chǎn)生NO，污染環(huán)境，NaOH溶液不能溶解鐵。
答案：(1)該反應(yīng)溫度下鋁已熔化，未反應(yīng)的鋁可與生成的鐵熔合在一起，形成合金
(2)NaOH溶液　有氣泡生成　(3)B
12．(18分)輝銅礦的主要成分為Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。研究人員開發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：
已知：①MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫；
②[Cu(NH3)4]SO4在常溫下穩(wěn)定，在熱水溶液中會分解生成NH3；
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：
Fe3＋：1.5～3.2，Mn2＋：8.3～9.8，
Cu2＋：4.4～6.4；
④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇。
(1)實驗室配制250 mL 4.8 mol·L－1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要________________________________________________________________________。(2分)
(2)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有________________________________________(任寫一點)。(2分)
(3)酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________。(3分)
(4)調(diào)節(jié)浸出液pH＝4的作用是___________________________________________。(3分)
(5)本工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是__________________(寫化學(xué)式)。(2分)
(6)獲得的MnSO4·H2O晶體需要進一步洗滌、干燥，洗滌時應(yīng)用________洗滌。(2分)
(7)測定MnSO4·H2O樣品的純度：準確稱取樣品14.00 g，加蒸餾水配成100 mL溶液，取出25.00 mL用標準的BaCl2溶液測定，完全反應(yīng)后得到了4.66 g沉淀，則此樣品的純度為________(保留四位有效數(shù)字)。(4分)
解析：(3)由題意可知，MnO2具有氧化性，且Cu2S與MnO2在H2SO4酸浸的條件下生成了S、CuSO4和MnSO4，故根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平，可得到反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu2S＋2MnO2＋4H2SO4===2CuSO4＋2MnSO4＋S＋4H2O。
(4)根據(jù)Fe(OH)3沉淀的pH范圍：1.5～3.2可知，當(dāng)pH＝4時，F(xiàn)e3＋會水解生成氫氧化鐵完全沉淀。
(5)本工藝流程中“加熱趕氨”過程中產(chǎn)生的NH3可制成氨水，循環(huán)使用。
(6)由于MnSO4·H2O不溶于乙醇，故使用乙醇洗滌可以減少晶體損失。
(7)根據(jù)n(BaSO4)＝n(SO)＝n(MnSO4·H2O)＝＝0.02 mol，25.00 mL溶液中含有n(MnSO4·H2O)＝0.02 mol，故100 mL溶液中含有n(MnSO4·H2O)＝0.08 mol，m(MnSO4·H2O)＝0.08 mol×169 g·mol－1＝13.52 g，則樣品的純度為×100%≈96.57%。
答案：(1)250 mL容量瓶、膠頭滴管　(2)粉碎礦石(或加熱或攪拌)　(3)Cu2S＋2MnO2＋4H2SO4===2CuSO4＋2MnSO4＋S＋4H2O　(4)使Fe3＋水解生成氫氧化鐵而完全沉淀　(5)NH3　(6)乙醇　(7)96.57%
熱點題型(四)　以金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化為載體的微型工藝流程題
選擇題中以工藝流程題形式考查金屬及其化合物的制備及分離提純，是高考的熱點題型之一。題目涉及物質(zhì)的性質(zhì)、分離提純、反應(yīng)原理、實驗操作等知識點。解答此類題目需要較高的知識整合能力、信息遷移能力。
微型工藝流程題的試題結(jié)構(gòu)如下所示：
化工流程選擇題的結(jié)構(gòu)
流程圖三部分 原料預(yù)處理、核心化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品的分離與提純
呈現(xiàn)模式
識圖方法 箭頭進入的是反應(yīng)物(投料)，箭頭出去的是生成物(產(chǎn)物、副產(chǎn)物)
箭頭進入表示反應(yīng)物分步加入，箭頭出去表示生成物出來
返回的箭頭一般是可以“循環(huán)利用”的物質(zhì)
例1.(2022·湖南高考)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如圖：
下列說法錯誤的是(　　 )
A．不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料 B．采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率
C．合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6和CO2 D．濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用
解析：選C。流程梳理：
鋁電解廠煙氣含有HF，陶瓷中含有SiO2，SiO2會與HF反應(yīng)，所以不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料，故A正確。溶液噴淋法可增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率，故B正確。合成槽中含有Na3AlF6、Na[Al(OH)4]和Na2CO3，不會生成CO2，因為Na[Al(OH)4]、Na2CO3都會與CO2反應(yīng)，故C錯誤。濾液中含有Na2CO3，可回收進入吸收塔循環(huán)利用，故D正確。
例2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等)濕法制取金屬鋅的流程如圖所示。下列說法錯誤的是(　　 )
A．ZnFe2O4與硫酸反應(yīng)的離子方程式：ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O
B．加入ZnO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH以除去溶液中的Fe3＋
C．加過量的ZnS可除去溶液中的Cu2＋是利用了Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)
D．為增大反應(yīng)速率，“凈化Ⅰ”和“凈化Ⅱ”均應(yīng)在較高的溫度下進行
解析：選D。流程分析如下：
ZnFe2O4與硫酸反應(yīng)生成Zn2＋、Fe3＋、H2O，離子方程式為ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O，A正確；加入ZnO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH以除去溶液中的Fe3＋[生成Fe(OH)3沉淀]，B正確；加過量ZnS可除去溶液中的Cu2＋，是利用了Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，C正確；“凈化Ⅰ”中的H2O2在溫度較高時會分解，該反應(yīng)需要控制溫度不能太高，D錯誤。
鞏固練習(xí)
選擇題(每題5分，共5題，共25分)
1．(2023·山東青島一中期末)工業(yè)上以軟錳礦(主要成分為MnO2)為主要原料制備高錳酸鉀(KMnO4)的方法如下：
已知：①焙燒時有K2MnO4和KCl生成。
②CO2歧化法：調(diào)溶液pH至弱堿性，歧化生成KMnO4和MnO2。
下列說法正確的是(　　 )
A．焙燒時所用坩堝的材質(zhì)可以選用Al2O3
B．焙燒時理論上每生成1 mol K2MnO4轉(zhuǎn)移3NA個電子
C．電解法與CO2歧化法的理論產(chǎn)率之比為3∶2
D．采用CO2歧化法時，可將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到KMnO4固體
解析：選C。Al2O3可與KOH反應(yīng)，因此焙燒時坩堝的材質(zhì)不能選用Al2O3，A錯誤；焙燒時的化學(xué)方程式為3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O，每生成1 mol K2MnO4，轉(zhuǎn)移2 mol電子，B錯誤；電解法陽極上發(fā)生反應(yīng)MnO－e－===MnO，錳酸根離子全部轉(zhuǎn)化為高錳酸根離子，CO2歧化法化學(xué)方程式為3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋2K2CO3＋MnO2，有的錳酸根離子轉(zhuǎn)化成了高錳酸根離子，兩者的理論產(chǎn)率之比為1∶＝3∶2，C正確；高錳酸鉀受熱易分解，應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方式得到KMnO4固體，D錯誤。
2．鈰是稀土元素，氫氧化鈰[Ce(OH)4]是一種重要的氫氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)，某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下，下列說法正確的是(　　 )
A．過程①中發(fā)生的反應(yīng)是：Fe2O3＋6H＋===2Fe2＋＋3H2O
B．過程②的反應(yīng)中H2O2作氧化劑
C．CeO2是堿性氧化物，可以與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水
D.過程④中發(fā)生的反應(yīng)為：4Ce(OH)3＋O2＋2H2O===4Ce(OH)4
解析：選D。過程①正確的反應(yīng)為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，A錯誤；過程②的反應(yīng)中鈰的化合價降低，H2O2作還原劑生成O2，B錯誤；由題給流程圖知，CeO2與鹽酸不反應(yīng)，C錯誤。
3．某鎳礦的主要成分為硫化鎳(NiS)，含少量雜質(zhì)CuS、FeS，以該鎳礦制粗鎳的簡化流程如圖，下列說法不正確的是(　　 )
A．“廢氣”過量排放可引起酸雨
B．石英砂熔煉的目的是造渣除鐵
C．電解制粗鎳時，陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為NiS－2e－===Ni2＋＋S
D．粗鎳中的少量銅可用硝酸除去
解析：選D。由流程可知，高鎳礦研磨浮選后得到NiS，含有CuS，可知石英砂熔煉的目的是造渣除鐵；電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生NiS－2e－===Ni2＋＋S；鎳可與硝酸反應(yīng)，不能用硝酸除雜，故選D。
4．(2023·湖南益陽期末)鈹是一種核性能優(yōu)良的材料，鈹精礦的主要成分為鈹、鋁、硅、鐵的氧化物，碳酸鈣及部分其他雜質(zhì)。以鈹精礦為原料制備氫氧化鈹?shù)墓に嚵鞒倘鐖D所示：
已知：ⅰ.Al3＋和Be2＋可通過調(diào)節(jié)溶液pH實現(xiàn)分步沉淀；
ⅱ.Be(OH)2與Al(OH)3具有相似的化學(xué)性質(zhì)。
下列說法正確的是(　　 )
A．“熔煉”過程中SiO2不發(fā)生化學(xué)變化
B．“氧化”工序中用NaClO代替H2O2可達到目的且不影響產(chǎn)品純度
C．“沉淀”工序中需嚴格控制NH3·H2O加入量，以減少Be(OH)2溶解損失
D．“氧化”工序的主要反應(yīng)為2H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===O2↑＋2Fe3＋＋3H2O
解析：選B。根據(jù)圖示，“熔煉”過程中二氧化硅與碳酸鈣反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳，加酸后，生成鈹離子、鋁離子、鐵離子或亞鐵離子，加入雙氧水后亞鐵離子生成鐵離子，加入氨水，使金屬陽離子分步生成沉淀。“熔煉”過程中SiO2發(fā)生反應(yīng)SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，A錯誤；Be(OH)2最終為沉淀，故加入NaClO可氧化Fe2＋且不影響產(chǎn)品純度，B正確；Be(OH)2為兩性氫氧化物，溶于強酸強堿，不溶于弱堿，C錯誤；“氧化”工序的主要反應(yīng)為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，D錯誤。
5．廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，某科研小組設(shè)計如圖工藝流程回收銅并制取膽礬(流程中RH為萃取劑)。下列說法正確的是(　　 )
A．反應(yīng)Ⅰ的離子方程式為Cu＋H2O2＋2NH3＋2NH===[Cu(NH3)4]2＋
B．操作②用到的主要儀器為蒸餾燒瓶
C．操作④以石墨為電極電解硫酸銅溶液，陽極產(chǎn)物為O2和H2SO4
D．操作⑤為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、熱水洗滌、干燥
解析：選C。雙氧水具有氧化性，能氧化還原性物質(zhì)Cu，反應(yīng)的離子方程式為Cu＋H2O2＋2NH3＋2NH===[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O，故A錯誤；操作②為萃取、分液，主要儀器為分液漏斗，故B錯誤；以石墨為電極電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電，所以陽極上生成O2，同時有大量的H＋生成，SO向陽極移動，因此陽極產(chǎn)物還有H2SO4，故C正確；從溶液中獲取晶體采用的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冷水洗滌、干燥，故D錯誤。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第14講　金屬材料和金屬礦物的開發(fā)利用
【備考目標】　1.了解金屬材料及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.了解金屬冶煉的原理和方法，認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要作用。3.了解釩、鈷、鎳及其化合物的重要性質(zhì)。
考點1　金屬材料與金屬冶煉
1．常見的金屬材料
(1)金屬材料的分類
(2)合金
(3)幾種常見的合金
2．金屬冶煉的一般方法及應(yīng)用
(1)金屬在自然界中的存在
(2)金屬冶煉的實質(zhì)
金屬的冶煉過程就是把金屬從 態(tài)還原為 態(tài)的過程，即：Mn＋＋ne－===M(M表示金屬)。
(3)金屬冶煉的方法
方法名稱 主要反應(yīng)原理(舉例)
熱分解法 2HgO 2Ag2O4Ag＋O2↑
熱還原法 CO作還原劑 Fe2O3＋3CO (高爐煉鐵)
H2作還原劑 WO3＋3H2 ；
活潑金屬作還原劑 3MnO2＋4Al ；
電解法 2Al2O3(熔融) ；
MgCl2(熔融) ；
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
【提醒】　①工業(yè)上冶煉鋁是電解熔融Al2O3而不是電解熔融AlCl3，是因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導(dǎo)電。②冶煉鎂是電解熔融的MgCl2而不是電解熔融MgO，是因為MgO熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本，而MgCl2的熔點較低，更易熔融。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)合金材料中不可能含有非金屬元素( )
(2)合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬( )
(3)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁在地殼中含量較低( )
(4)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg( )
題組練習(xí)
一、金屬材料、合金的性能與應(yīng)用
1．(2023·上海寶山統(tǒng)考二模)關(guān)于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是(　　 )
A．生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物 B．生鐵比鋼的含碳量更高
C．生鐵比鋼彈性更好 D．生鐵屬于鐵碳合金，鋼也是合金但不含碳
2．青銅的主要成分是銅和錫，錫的熔點是232 ℃，含錫25%的青銅熔點約為800 ℃，《呂氏春秋·別類編》中有關(guān)于青銅的記載“金(銅)柔錫柔，合兩柔則為剛，燔(燒)之則為淖(液體)。”下列說法正確的是(　　 )
A．在輪船外殼懸掛鋅、錫等金屬塊可減慢鋼鐵的腐蝕
B．合金的熔點一定低于各組分金屬的熔點
C．銅和錫在元素周期表均位于第四周期
D．“合兩柔則為剛”體現(xiàn)了合金的硬度通常大于各組分金屬的特點
二、金屬冶煉方法的選擇
3．下列關(guān)于金屬的冶煉方法敘述不正確的是(　　 )
選項 金屬 存在形式 冶煉方法
A 金 游離態(tài) 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離
B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉
C 鐵 化合態(tài) 鋁的金屬性比鐵強，可用鋁熱法制鐵
D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉
4．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用，古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅。現(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對金屬的冶煉對應(yīng)方法的分析不正確的是(　　 )
A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④
考點2　釩、鈷、鎳及其化合物的重要性質(zhì)
1．釩及其化合物
(1)釩：常溫下不活潑，不與空氣、水、苛性堿作用，也不與非氧化性的酸作用，但溶于氫氟酸，也溶于強氧化性的酸(如硝酸和王水)。
(2)五氧化二釩：兩性氧化物，但以酸性為主，微溶于水，可形成穩(wěn)定的膠體，有較強的氧化性。V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O或V2O5＋2NaOH===2NaVO3＋H2O(依具體條件而定)；V2O5＋6HCl===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。1 800 ℃發(fā)生分解反應(yīng)：2V2O52V2O4＋O2↑。
(3)VO2＋、VO：在酸性介質(zhì)中，VO具有強氧化性，VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O，2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。
(4)釩酸鹽：偏釩酸鹽(如NH4VO3)、正釩酸鹽(如Na3VO4)等在加熱條件下不穩(wěn)定，如2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。
2．鈷、鎳及其化合物
單質(zhì) 常溫下鈷、鎳在空氣中能穩(wěn)定存在；加熱條件下可生成CoO、NiO
化合價 ＋2價 ＋3價
氧化物 CoO：一定條件下可被H2或CO還原成單質(zhì)鈷。能溶于酸和強堿，不溶于水、醇和氨水。NiO：能溶于酸和氨水，不溶于水 Co2O3、Ni2O3在酸性溶液中具有強氧化性：Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O；Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
氫氧化物 Co(OH)2：在空氣中被緩慢氧化為棕褐色的Co(OH)3；可被強氧化劑(如H2O2)迅速氧化。Ni(OH)2：在空氣中較穩(wěn)定，可采用氧化性較強的 Cl2將其氧化 Co(OH)3、Ni(OH)3在酸性溶液中有強氧化性：2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Co2＋＋Cl2↑＋6H2O；2Ni(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Ni2＋＋Cl2↑＋6H2O
氯化物 CoCl2、NiCl2在不同的溫度時可含不同數(shù)目的結(jié)晶水，前者因結(jié)晶水?dāng)?shù)目的不同呈現(xiàn)不同的顏色，可用于制造變色硅膠，還可用作干濕指示劑。NiCl2通常在有機溶劑中的溶解度比 CoCl2小得多，利用這一性質(zhì)可分離二者 Co3＋、Ni3＋僅能夠存在于固態(tài)物質(zhì)或配合物中，在水溶液中會發(fā)生如下反應(yīng)(鎳同)：4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑；CoCl3在加熱或遇水時發(fā)生分解：2CoCl32CoCl2＋Cl2↑
題組練習(xí)
以流程題形式考查釩、鈷、鎳及其化合物的轉(zhuǎn)化
1．(2023·湖南長郡中學(xué)模擬)某鉻鐵礦的主要成分為Cr2O3(還含有FeO、Al2O3、MgO等雜質(zhì))。如圖是制備Cr(OH)3的工藝流程：
已知：Na2CrO4溶于水，BaCrO4難溶于水。下列說法錯誤的是(　　)
A．NaOH參與的反應(yīng)為兩個
B．加壓(即增大氧氣的壓強)更有利于提高Cr的浸出率
C．加堿轉(zhuǎn)化步驟中，加入的堿可能為Ba(OH)2
D．溶解還原過程中，甲醇起助溶作用，HCl起還原和提供酸性環(huán)境的作用
2．黏土釩礦(主要成分為釩的＋3、＋4、＋5價的化合物以及SiO2、Al2O3等)中釩的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VO形式存在，采用如圖所示工藝流程可由黏土釩礦制備V2O5。已知：V2O5在堿性條件下以VO形式存在。下列說法不正確的是(　　 )
A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成VO，至少需要1 mol KClO3
B．濾液1中主要的陰離子有[Al(OH)4]－、VO、Cl－、OH－、SO
C．“煅燒”時需要的儀器主要有蒸發(fā)皿、玻璃棒、三腳架、酒精燈
D．“煅燒”時，NH4VO3受熱分解：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O
高考真題
1．(2022·廣東高考)中華文明源遠流長，在世界文明中獨樹一幟，漢字居功至偉。隨著時代發(fā)展，漢字被不斷賦予新的文化內(nèi)涵，其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由合金材料制成的是(　　 )
漢字載體
選項 A.獸骨 B.青銅器 C.紙張 D.液晶顯示屏
2．(2023·遼寧高考)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以＋6價形式存在，下列說法錯誤的是(　　)
A．“焙燒”中產(chǎn)生CO2 B．濾渣的主要成分為Fe(OH)2
C．濾液①中Cr元素的主要存在形式為CrO D.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用
3．(2022·山東高考)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如圖，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列說法錯誤的是(　　 )
A．固體X主要成分是Fe(OH)3和S，金屬M為Zn B．浸取時，增大O2壓強可促進金屬離子浸出
C．中和調(diào)pH的范圍為3.2～4.2 D．還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成
4．(2021·河北高考)綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設(shè)計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實現(xiàn)了Cr Fe Al Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：
回答下列問題：
(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符號)。
(2)工序①的名稱為_______________________________________________________。
(3)濾渣Ⅰ的主要成分是__________(填化學(xué)式)。
(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。
(5)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有__________(填化學(xué)式)。
(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序________(填“①”或“②”或“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。
(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為__________。(通常認為溶液中離子濃度小于10－5mol·L－1為沉淀完全；Al(OH)3＋OH－ [Al(OH)4]－；K＝100.63，Kw＝10－14，Ksp[Al(OH)3]＝10－33)
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(2023·河北保定期末)人類大規(guī)模冶煉和使用鋁的時間晚于冶煉及使用銅和鐵的時間，其根本原因是(　　 )
A．鋁元素在地殼中的含量較低 B．鋁及其合金密度較小 C．鋁元素金屬性較強 D．鋁單質(zhì)的熔點較低
2．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，不恰當(dāng)?shù)氖?　　 )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ D．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
3．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是(　　 )
A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬在工業(yè)上通常采用鋁熱法煉制
B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單
C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)
D．煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳
4．《天工開物》中“冶鐵”原典中記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也別有鐵炭一種，取其火性內(nèi)攻、焰不虛騰者，與炊炭同形而有分類也……”。下列說法正確的是(　　 )
A．熟鐵是純凈的鐵單質(zhì)，生鐵是鐵和碳的混合物 B．冶鐵過程只涉及化合反應(yīng)與置換反應(yīng)
C．鐵炭和炊炭均為碳元素的同素異形體 D．冶鐵用到的煤炭和木炭均可還原鐵的氧化物
5．(2023·湖北名校聯(lián)考)化學(xué)焊接技術(shù)的原理之一是利用焊劑(主要成分為Al與CaO)在高溫下反應(yīng)制得液態(tài)金屬(或合金)，凝固后，除去焊接點表面的焊渣，實現(xiàn)焊件金屬的焊接。下列說法錯誤的是(　　 )
A．Al與Fe2O3也能發(fā)生類似反應(yīng)
B．焊渣的主要成分是Al(OH)3
C．焊接前可用還原性氣體在加熱條件下除去焊件金屬表面的氧化膜
D．若在反應(yīng)體系中加入低熔點金屬，則可形成低熔點液態(tài)合金便于焊接
6．下圖為鋁的生產(chǎn)原理示意圖，下列相關(guān)說法不正確的是(　　 )
A．冰晶石做助熔劑 B．氧化鋁屬于過渡晶體
C．金屬鐵、銅的冶煉方法與鋁類似 D．鋁在工業(yè)上是一種很好的還原劑
7．(2023·山東聊城二模)已知Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。實驗室利用廢舊鍍鋅鐵皮(Fe元素的質(zhì)量分數(shù)為z)制備磁性Fe3O4膠體粒子的過程為：①堿溶：取x g鍍鋅鐵皮于燒杯中，加入足量NaOH溶液，加熱、過濾、水洗；②酸溶、氧化：向所得不溶物中加入稀硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH始終保持在1～2之間并加入NaClO溶液；③堿溶、分離：再向溶液中滴加NaOH溶液并加熱，同時向溶液中持續(xù)通入N2，充分反應(yīng)，分離得到y(tǒng) g Fe3O4膠體粒子。下列說法正確的是(　　 )
A．①中“過濾”所得的濾液中含有Zn2＋ B．②中“氧化”時加入的NaClO要過量
C．③中“分離”操作中包括過濾 D．Fe3O4膠體粒子的產(chǎn)率為×100%
8．(2023·遼寧丹東一模)用鉻鐵合金(含少量Ni、Co單質(zhì))生產(chǎn)硫酸鉻的工藝流程如下：
已知浸出液中主要金屬陽離子為Ni2＋、Co2＋、Cr3＋、Fe2＋。下列說法正確的是(　　 )
A．“浸出”產(chǎn)生的氣體主要為SO2
B．“濾渣1”的主要成分為NiS、CoS
C．“沉鐵”步驟主要反應(yīng)的離子方程式為：Fe2＋＋C2O===FeC2O4↓
D．整個流程中鉻元素先被氧化為＋6價，后被還原為＋3價
9．含鉻廢水會嚴重污染環(huán)境，一種煙氣協(xié)同處理含鉻廢水(含CrO、Cr2O、泥沙等)的流程如圖：
下列說法不正確的是(　　 )
A．“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物
B．溶液A通常選用硫酸，用于“調(diào)pH”，目的是將CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O
C．“還原”過程涉及的氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3
D．母液經(jīng)處理可獲得(NH4)2SO4
10．工業(yè)上以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，另含F(xiàn)eO、Fe2O3、CaO等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)錳酸鋰(LiMn2O4)，工藝流程如下：
下列說法錯誤的是(　　 )
A．可采用攪拌的方法提高“酸浸”時碳酸錳礦的浸出速率
B．加入CaO的目的是調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去
C．“合成MnO2”的化學(xué)方程式為MnSO4＋K2S2O8＋2H2O===MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4
D．“氣體1”中含兩種氣體，一種是CO2，另一種可能是CO
二、非選擇題(共2題，共35分)
11．(7分)鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。某同學(xué)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：
物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2 054 1 535 1 462
沸點/℃ 2 467 2 980 2 750
(1)該同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。這種推測有一定的道理，理由是________________________________________________________________________。(2分)
(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是______，當(dāng)觀察到________________________的現(xiàn)象時，說明熔融物中含有金屬鋁。(3分)
(3)實驗室溶解該熔融物，最好選用下列試劑中的____________(填字母)。(2分)
A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液
12．(18分)輝銅礦的主要成分為Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。研究人員開發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：
已知：①MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫；
②[Cu(NH3)4]SO4在常溫下穩(wěn)定，在熱水溶液中會分解生成NH3；
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：
Fe3＋：1.5～3.2，Mn2＋：8.3～9.8，
Cu2＋：4.4～6.4；
④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇。
(1)實驗室配制250 mL 4.8 mol·L－1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要________________________________________________________________________。(2分)
(2)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有________________________________________(任寫一點)。(2分)
(3)酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________。(3分)
(4)調(diào)節(jié)浸出液pH＝4的作用是___________________________________________。(3分)
(5)本工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是__________________(寫化學(xué)式)。(2分)
(6)獲得的MnSO4·H2O晶體需要進一步洗滌、干燥，洗滌時應(yīng)用________洗滌。(2分)
(7)測定MnSO4·H2O樣品的純度：準確稱取樣品14.00 g，加蒸餾水配成100 mL溶液，取出25.00 mL用標準的BaCl2溶液測定，完全反應(yīng)后得到了4.66 g沉淀，則此樣品的純度為________(保留四位有效數(shù)字)。(4分)
熱點題型(四)　以金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化為載體的微型工藝流程題
選擇題中以工藝流程題形式考查金屬及其化合物的制備及分離提純，是高考的熱點題型之一。題目涉及物質(zhì)的性質(zhì)、分離提純、反應(yīng)原理、實驗操作等知識點。解答此類題目需要較高的知識整合能力、信息遷移能力。
微型工藝流程題的試題結(jié)構(gòu)如下所示：
化工流程選擇題的結(jié)構(gòu)
流程圖三部分 原料預(yù)處理、核心化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品的分離與提純
呈現(xiàn)模式
識圖方法 箭頭進入的是反應(yīng)物(投料)，箭頭出去的是生成物(產(chǎn)物、副產(chǎn)物)
箭頭進入表示反應(yīng)物分步加入，箭頭出去表示生成物出來
返回的箭頭一般是可以“循環(huán)利用”的物質(zhì)
例1.(2022·湖南高考)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如圖：
下列說法錯誤的是(　　 )
A．不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料 B．采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率
C．合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6和CO2 D．濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用
例2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等)濕法制取金屬鋅的流程如圖所示。下列說法錯誤的是(　　 )
A．ZnFe2O4與硫酸反應(yīng)的離子方程式：ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O
B．加入ZnO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH以除去溶液中的Fe3＋
C．加過量的ZnS可除去溶液中的Cu2＋是利用了Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)
D．為增大反應(yīng)速率，“凈化Ⅰ”和“凈化Ⅱ”均應(yīng)在較高的溫度下進行
鞏固練習(xí)
選擇題(每題5分，共5題，共25分)
1．(2023·山東青島一中期末)工業(yè)上以軟錳礦(主要成分為MnO2)為主要原料制備高錳酸鉀(KMnO4)的方法如下：
已知：①焙燒時有K2MnO4和KCl生成。
②CO2歧化法：調(diào)溶液pH至弱堿性，歧化生成KMnO4和MnO2。
下列說法正確的是(　　 )
A．焙燒時所用坩堝的材質(zhì)可以選用Al2O3
B．焙燒時理論上每生成1 mol K2MnO4轉(zhuǎn)移3NA個電子
C．電解法與CO2歧化法的理論產(chǎn)率之比為3∶2
D．采用CO2歧化法時，可將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到KMnO4固體
2．鈰是稀土元素，氫氧化鈰[Ce(OH)4]是一種重要的氫氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)，某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下，下列說法正確的是(　　 )
A．過程①中發(fā)生的反應(yīng)是：Fe2O3＋6H＋===2Fe2＋＋3H2O
B．過程②的反應(yīng)中H2O2作氧化劑
C．CeO2是堿性氧化物，可以與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水
D.過程④中發(fā)生的反應(yīng)為：4Ce(OH)3＋O2＋2H2O===4Ce(OH)4
3．某鎳礦的主要成分為硫化鎳(NiS)，含少量雜質(zhì)CuS、FeS，以該鎳礦制粗鎳的簡化流程如圖，下列說法不正確的是(　　 )
A．“廢氣”過量排放可引起酸雨
B．石英砂熔煉的目的是造渣除鐵
C．電解制粗鎳時，陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為NiS－2e－===Ni2＋＋S
D．粗鎳中的少量銅可用硝酸除去
4．(2023·湖南益陽期末)鈹是一種核性能優(yōu)良的材料，鈹精礦的主要成分為鈹、鋁、硅、鐵的氧化物，碳酸鈣及部分其他雜質(zhì)。以鈹精礦為原料制備氫氧化鈹?shù)墓に嚵鞒倘鐖D所示：
已知：ⅰ.Al3＋和Be2＋可通過調(diào)節(jié)溶液pH實現(xiàn)分步沉淀；
ⅱ.Be(OH)2與Al(OH)3具有相似的化學(xué)性質(zhì)。
下列說法正確的是(　　 )
A．“熔煉”過程中SiO2不發(fā)生化學(xué)變化
B．“氧化”工序中用NaClO代替H2O2可達到目的且不影響產(chǎn)品純度
C．“沉淀”工序中需嚴格控制NH3·H2O加入量，以減少Be(OH)2溶解損失
D．“氧化”工序的主要反應(yīng)為2H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===O2↑＋2Fe3＋＋3H2O
5．廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，某科研小組設(shè)計如圖工藝流程回收銅并制取膽礬(流程中RH為萃取劑)。下列說法正確的是(　　 )
A．反應(yīng)Ⅰ的離子方程式為Cu＋H2O2＋2NH3＋2NH===[Cu(NH3)4]2＋
B．操作②用到的主要儀器為蒸餾燒瓶
C．操作④以石墨為電極電解硫酸銅溶液，陽極產(chǎn)物為O2和H2SO4
D．操作⑤為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、熱水洗滌、干燥
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
" 21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑