2020届高三化学二轮复习实验题必练-金属的开发与利用

一、工业流程

1. 难度：中等

某样品中含有和杂质，现欲制取纯净的，某同学设计如图的实验方案。请回答下列问题：

(1)操作Ⅰ的名称是______，在该操作中用到的玻璃仪器除了有烧杯、玻璃棒，还有______

(2)沉淀A的成分是______填化学式，写出第③步反应中铝元素转化的离子方程式______

(3)写出证明滤液B中已沉淀完全的实验方法______

(4)不改变上述流程图的结构，将“①过量盐酸”“②过量 NaOH”交换位置，则“③过量 ”应改为_____，写出此方案下生成沉淀B的离子方程式______

(5)为了得到更加纯净的，过滤后需要进行操作步骤是______

(6)写出工业由氧化铝冶炼铝的化学方程式______

二、实验题

2. 难度：中等

工业上用铁矿石、焦炭、空气、石灰石为原料来冶炼铁。

（1）请写出用磁铁矿在高温下冶炼铁的化学方程式___________。请你用化学方法设计实验方案检验上述反应得到的固体产物中含有铁粉___________。

（2）小明同学将用冶炼所得的铁粉按下图装置来制备 Fe(OH)₂，实验开始时应先_______活塞a，___________活塞 b(填“打开”或“关闭”)

三、工业流程

3. 难度：困难

钼酸钠晶体（ Na₂MoO₄•2H₂O）是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂．工业上利用钼精矿（主要成分是不溶于水的MoS₂）制备钼酸钠的两种途径如图所示：

（1）钼和锆同属过渡金属，锆元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，锆合金在高温下与水蒸气反应产生氢气，二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷．下列关于锆、二氧化锆的叙述中，正确的是______（填序号）

A 锆合金比纯锆的熔点高，硬度小

B 二氧化锆陶瓷属于新型无机非金属材料

C 将一束光线通过纳米级二氧化锆会产生一条光亮的通路

（2）①途径I碱浸时发生反应的离子方程式为______．

②途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为______．

（3）分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[（NH₄）₂MoO₄]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是______．

（4）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂．常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图：

①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为______。

②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是______。

（5）锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：xLi+nMoS₂Li_x（MoS₂）_n，则电池放电时的正极反应式是：______．回收使用率为50%的该电池，利用途径I，使所有的Mo转化为钼酸钠晶体，得到a克的Na₂MoO₄•2H₂O（分子量为M），则需要空气（含O₂为20%）在标况下的体积为______L（用x、M、n表示，并化为最简）。

4. 难度：中等

钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，从锂离子二次电池正极废料--铝钴膜中回收钴的工艺如图所示：

回答下列问题：

(1)写出工业上用制取铝的化学方程式______

(2)工艺图中加入氢氧化钠净化的目的是______

(3)为使钴浸出。需将的结构破坏，选择在硫酸和双氧水体系中进行浸出，请写出浸出的化学方程式______

(4)锂可由电解制得，以石墨为阳极，低碳钢为阴极，电解液为熔融的LiCl和KCl的混合液，电解槽压为6.0-6.5V，这样可得到纯度为99%的锂。

①在电解液中加人KCl的原因______

②阴极产物与镁的性质相似，在常温下与氮气反应，请写出其与氮气反应的生成物与水的反应方程式______

③已知阴极产物在500℃与氢气能反应生成氢化物，请写出该氢化物的电子式______

(5)已知钴与铁的性质相似，请写出四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式______

四、综合题

5. 难度：中等

铜是一种古老而又年轻的金属元素，铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。

(1)古代留下来的青铜器表面呈绿色，原因是在潮湿的空气中，铜易发生腐蚀生成铜绿，有关反应的化学方程式为______。

(2)现代工业主要采用高温冶炼黄铜矿，也可表示为的方法获得铜。火法炼铜首先要焙烧黄铜矿：，每转移0.6mol电子，有______mol硫原子被氧化。写出火法炼铜由得到Cu的总方程式______。

(3)可用于游泳池水的消毒，原因是______。

(4)向和的混合溶液中加入CuO粉末会产生新的沉淀，该沉淀的主要成分的化学式为______(已知，)。

(5)利用Cu和溶液的反应可制作印刷线路板，为了从含有、、的废液中回收Cu，某化学兴趣小组的同学设计了以下两种实验方案：

方案1：向废液中加入过量铁粉，充分反应后过滤。在所得滤渣中加入足量盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜。方案1中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为______。

方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1，用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时，即停止电解，这时Cu已全部析出，在电极上可直接回收铜。操作比方案1简便，但方案2也有不足之处，主要表现为______。

五、工业流程

6. 难度：困难

我国是最早发现并使用青铜器的国家，后母戊鼎是我国的一级文物，是世界上出土的最大最重的青铜礼器。现代社会中铜的应用常广泛，铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。实验室利用废旧电池的铜帽、Zn总含量约为回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：

请回答下列问题：

(1)请写出一种加快铜帽溶解的方法：______。铜帽溶解时通入空气的作用是______用化学方程式表示。

(2)调节溶液pH时，是将溶液的pH调______填“大”或“小”到。

(3)电解精炼粗铜时，阴极的电极反应式为______。工业上常釆用甲醇燃料电池作为电解精炼铜旳电源，写岀碱性甲醇燃料电池的负极反应式：______。

(4)已知：吋，能溶于 NaOH溶液生成。室温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小开始沉淀的pH按金属离子浓度为计算：

开始沉淀的pH	2
沉淀完全的pH

①表中沉淀完全的pH为______。

②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为可选用的试剂：、稀硝酸、溶液：

______；

______；

过滤；

______；

过滤、洗涤、干燥；

煅烧。

六、实验题

7. 难度：简单

在一试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管滴入5 mL1 mol/L盐酸于试管中。试回答下列问题：

(1)实验中产生的现象是_________。

(2)产生上述现象的原因是____________。

(3)写出有关的离子方程式：____________。

(4)由实验推知：MgCl₂溶液与H₂的总能量________(填“＜”“＞”或“＝”)镁片和盐酸的总能量。

(5)实验室制氢气常用____________，为什么不用镁的原因是____________。

七、综合题

8. 难度：中等

铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。

(1)铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，原因是用化学用语及相关文字说明表达式为______

(2)下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是______填字母序号

测定镁和铝的导电性强弱

测定等物质的量浓度的和溶液的pH

向和 中加过量NaOH溶液

(3)冶炼金属铝时，用石墨做电极电解熔融______填化学式，液态铝在______填“阴”或“阳”极得到

(4)与在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝，且生成。NaN₃晶体中阴、阳离子个数比为______，写出反应化学方程式为______

(5)聚合铝是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铝灰、铝土矿、铝渣等为原料主要成分为Al、可制取聚合铝．实验步骤如下：

①写出酸溶过程中发生的非氧化还原反应的离子方程式：______

②聚合铝的分子式为，聚合铝中与的比值对净水效果有很大影响，定义盐基度：，当时，______填入合适数字

③制取聚合铝的方法有多种，若将步骤I后的溶液pH直接调制时，将在过程④发生聚合而得到某种聚合铝，写出生成该聚合铝的离子反应方程式是______