高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)+專題練：金屬礦物的開發(fā)利用

金屬礦物的開發(fā)利用

一、單選題1．由軟錳礦(主要成分，及少量、)制備的工藝流程如下：已知：“沉錳”所得在空氣中“焙燒”時轉(zhuǎn)化為、、的混合物，酸性條件下易發(fā)生歧化反應(yīng)。下列說法正確的是()A.“浸取”時利用了的還原性，反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為B.“除雜”后的溶液中主要存在的陽離子有、、、、C.“沉錳”時反應(yīng)的離子方程式為D.“酸浸”時每反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為2．是重要的工業(yè)原料。以廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含有及少量等）為原料生產(chǎn)的一種工藝流程如圖所示：已知難溶于水，具有強(qiáng)氧化性。下列說法正確的是()A.濾液1中含有的陽離子主要是和B.“還原”時，參加反應(yīng)C.濾渣主要是，濾液2中僅含有一種溶質(zhì)D.“沉鈷”離子方程式為3．六硝基合鈷酸鉀是一種黃色難溶物。檢驗(yàn)或的反應(yīng)原理如下：（未配平）。下列說法錯誤的是()A.將上述反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池B.配合物中配位原子是氧原子C.基態(tài)Co原子的價層電子中，成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為2∶1D.上述反應(yīng)的離子方程式為4．某工廠殘礦渣中主要含有、，另有FeO、等雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)以下流程實(shí)現(xiàn)釩和鉻的分離。已知：①常溫下，在水中的溶解度為0.48g/100g。②五價釩元素的存在形式與pH的關(guān)系如下表所示：pH<11~44.1~8.5>13主要形式下列說法不正確的是()A.“煅燒”、“溶浸”工序中釩元素和鉻元素的主要存在形態(tài)并沒有全部發(fā)生變化B.濾渣1主要為和，濾渣2主要為C.“除硅磷”工序中，必須調(diào)節(jié)適量，以免生成沉淀，降低的產(chǎn)量D.“還原”工序中，發(fā)生反應(yīng)：，再調(diào)節(jié)pH使轉(zhuǎn)化為沉淀5．高錳酸鉀在工業(yè)中廣泛用作氧化劑。以軟錳礦（主要成分是，含有和等雜質(zhì)）為原料制備高錳酸鉀的工藝流程如圖所示：已知：①“焙燒”中有生成。②20℃時各物質(zhì)的溶解度如下表。物質(zhì)溶解度/g6.3811111.1下列說法錯誤的是()A.“焙燒”時，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為B.操作Ⅰ，若通入4mol時，理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2C.“焙燒”時加入的KOH應(yīng)適量，否則制得的中混有含Si元素的雜質(zhì)D.操作Ⅱ?yàn)檎舭l(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，濾渣2的主要成分為6．工業(yè)上制備下列物質(zhì)的生產(chǎn)流程合理的是()A.制溴：濃縮海水B.從海水中提取鎂：海水C.由鋁土礦冶煉鋁：鋁土礦D.由制漂白粉：飽和食鹽水漂白粉7．碳熱還原氧化鋅反應(yīng)可用于循環(huán)制氫。碳熱還原氧化鋅的主要反應(yīng)如下：反應(yīng)I：反應(yīng)Ⅱ：在不同容器中分別發(fā)生反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ，不同壓強(qiáng)（或）下分別達(dá)平衡時，兩個反應(yīng)中隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.壓強(qiáng)大小：B.在如圖所示條件下，反應(yīng)I可表示為C.選擇反應(yīng)Ⅱ的小于反應(yīng)I的條件，將C與ZnO置于同一密閉容器中，碳熱還原氧化鋅反應(yīng)能順利進(jìn)行D.一定條件下將C與ZnO置于同一密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)時，增大的值，可減少平衡時氣體中的含量8．地球上的金屬礦物資源是有限的，強(qiáng)力推進(jìn)“富礦精開”顯得尤為重要，下圖是由某鋁土礦(主要成分為)冶煉鋁的流程示意圖(部分設(shè)備和原料已省略)，下列說法正確的是()A.電解的方程式為B.該鋁土礦中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%C.該流程電解鋁過程中鋁的損失率約為5.6%D.該流程能耗是回收鋁質(zhì)飲料罐得到鋁能耗的約3%～5%9．微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在保證化學(xué)反應(yīng)過程質(zhì)量的前提下，以盡可能少的試劑，來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)，是增強(qiáng)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的催化劑。下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)正確的是()A.圖甲用于除去碳酸鈉中混有的碳酸氫鈉B.圖乙用于實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵C.圖丙用于堿式滴定管的檢漏D.圖?。▕A持及加熱裝置略）從b通入冷凝水用于除去碘中混有的10．鈦及其化合物有著廣泛用途。下圖是四鹵化鈦的熔點(diǎn)示意圖。下列說法不正確的是()A.鈦位于元素周期表第四周期IVB族B.鈦合金可作電極材料，是因其晶體中有自由電子C.的熔點(diǎn)較高，與其晶體類型有關(guān)D.、、的熔點(diǎn)依次升高，是因?yàn)殁侞u鍵的鍵能依次增大11．天津大學(xué)某團(tuán)隊(duì)制備鋅鎳電池的負(fù)極材料的工藝流程如圖。下列敘述正確的是()已知：鉍和砷位于同主族。難溶于水，難溶于乙醇等。A.反應(yīng)池1中硝酸體現(xiàn)酸性和氧化性B.“系列操作”是過濾、用乙醇洗滌C.用溶液可以確認(rèn)反應(yīng)池2中的氣體產(chǎn)物是否含D.在制備的反應(yīng)中，和的物質(zhì)的量之比為12．鈷是一種重要的過渡金屬元素，實(shí)驗(yàn)室利用固體進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說法錯誤的是()A.固體Y為，氣體X為 B.上述所涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C.酸性條件下還原性： D.溶解過程中理論可得13．已知鋁土礦中含有、、。下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是()A.B.鋁土礦C.D.銅刻制印刷線路板、、14．含有未成對電子的物質(zhì)具有順磁性。下列物質(zhì)一定具有順磁性的是()A. B. C. D.15．由含硒廢料（主要含S、Se、、CuO、ZnO、等）制取硒的流程如下：下列有關(guān)說法正確的是()A.“分離”的方法是蒸餾B.“濾液”中主要存在的陰離子有：、C.“酸化”時發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為D.晶胞如圖所示。1個晶胞中有16個O原子二、填空題16．我國科學(xué)家研究和開發(fā)的錳氧化物分子篩（@MS）材料，可大大提升分子篩對含酚廢水的處理能力。工業(yè)上可由二氧化錳粉末與硫化錳礦（含F(xiàn)e，Al，Mg，Ni，Zn，Si等元素的硫化物或氧化物以及C和少量有機(jī)物）和4A級分子篩為原料制備該材料。.高純制備注：濾渣1中無。附：①一些相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)MnSNiSZnS②相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH金屬離子開始沉淀8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全10.18.32.84.710.98.28.9（1）將MnS礦與粉進(jìn)行“聯(lián)合焙燒”的目的有___________（答出1點(diǎn)即可）；為了提高焙燒效率可采取的措施有___________（答出2點(diǎn)即可），“尾氣”中所含氣體中除外還有___________。（2）“酸浸”時所得“濾渣1”的主要成分為___________；“除雜1”中“濾渣3”的主要成分為___________。（3）除雜2的目的是生成，從而除去。請通過計(jì)算解釋選用可行的原因。___________（4）沉錳過程中選用X為氨水和碳酸氫鈉的混合溶液，請寫出該過程的離子方程式___________。.@MS材料的制備（5）將一定量的溶于蒸餾水中，加入預(yù)處理的分子篩和NaClO溶液，再加入和NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為7.2，在室溫下攪拌2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾洗滌干燥得@MS材料。若發(fā)生反應(yīng)的與NaClO物質(zhì)的量之比為，則@MS中Mn的化合價為___________。.流程評價（6）有同學(xué)認(rèn)為此流程不適宜大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，請從物質(zhì)利用角度談?wù)勀愕目捶ā__________17．以廢舊磷酸亞鐵鋰正極材料（主要成分為，含炭黑、鉛等雜質(zhì)）為原料可制備LiOH溶液和?；卮鹣铝袉栴}：（1）“除鋁”時反應(yīng)的離子方程式為________。（2）“浸取”、過濾后，所得濾渣是________（填名稱）。（3）“沉鐵”時，鐵、磷的沉淀率隨溶液的pH的變化如圖1所示。后磷元素沉淀率逐漸下降，原因是________。（4）“電解”制備LiOH的原理如圖2所示，裝置中使用陽離子交換膜將電解槽隔成陽極室和陰極室，其目的是________。（5）LiOH和、反應(yīng)得到、，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。（6）工業(yè)上常用LiCl、、、苯胺（）為原料制取磷酸亞鐵鋰。LiCl和均為金屬氯化物，LiCl的熔點(diǎn)為605℃，的熔點(diǎn)為306℃，兩者熔點(diǎn)差異明顯的主要原因是________。18．鈧是一種功能強(qiáng)大的稀土金屬，廣泛用于航天、激光、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)領(lǐng)域。鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵，還含有少量等雜質(zhì)，從鈦鐵礦中提取的流程如下圖：回答下列問題：（1）“濾渣”的主要成分是_________。（2）“酸浸”后，鈦主要以的形式存在于溶液中，在一定條件下可完全水解生成，寫出水解的離子方程式：_________。（3）“萃取”是用酸性磷酸酯萃取劑、苯乙酮、磺化煤油配成的混合液作萃取劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)對萃取率的影響如表所示，料液溫度對分離系數(shù)的影響如圖所示，則萃取時最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及料液溫度分別為_________。（已知分離系數(shù)指分離后混合體系中某物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，如的分離系數(shù)）/%分相情況鈧萃取率/%鐵萃取率/%1分相容易90.7414.892分相容易91.7419.883分相容易92.1413.305有第三相90.5928.478輕微乳化90.5934.85（4）常溫下“調(diào)”時，若調(diào)前溶液中濃度為，先加氨水調(diào)節(jié)，則的去除率為_________（忽略調(diào)前后溶液的體積變化）；過濾除去，再向?yàn)V液中加入氨水調(diào)節(jié)，此時濾液中的濃度為_________。（已知）（5）“沉鈧”時發(fā)生反應(yīng)：，該反應(yīng)的平衡常數(shù)_________（用數(shù)字列式表示，不用計(jì)算結(jié)果）（已知草酸的；）。（6）在空氣中“焙燒”時生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。三、實(shí)驗(yàn)題19．四氯化鈦（）是無色或淡黃色液體，實(shí)驗(yàn)室用鈦鐵礦（）為原料制備的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知：①裝置C中發(fā)生的反應(yīng)為：，無水的熔點(diǎn)為306℃，沸點(diǎn)為316℃。②四氯化鈦熔點(diǎn)為―30℃，沸點(diǎn)為136.4℃，極易水解，高溫下能與反應(yīng)③請回答下列問題：Ⅰ.（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。（2）裝置D名稱為______。（3）該制備裝置不足之處是______。（4）停止滴加濃鹽酸并關(guān)閉止水夾a，將裝置C中所得物質(zhì)轉(zhuǎn)移到裝置E中進(jìn)行相關(guān)操作。裝置E的錐形瓶內(nèi)得到的物質(zhì)是______（寫化學(xué)式）。（5）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)操作過程中的說法正確的是______。A.裝置B中盛放的試劑為飽和碳酸氫鈉溶液B.通入的主要作用是排出裝置內(nèi)的空氣C.裝置E中冷凝管若改為球形冷凝管，冷凝效果更好D.蒸餾操作結(jié)束后，先停止加熱，再停止通冷凝水Ⅱ.已知：，測定產(chǎn)品純度的實(shí)驗(yàn)如下：①E裝置相關(guān)操作結(jié)束后，待錐形瓶中的液體冷卻至室溫，準(zhǔn)確稱取14.00g產(chǎn)品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中，蓋塞后搖動至完全水解，過濾后將水解液配成100mL溶液。②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL2.900mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。③加入少許硝基苯用力搖動，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋。④以溶液為指示劑，用0.1000mol/LKSCN溶液滴定過量的溶液，達(dá)到滴定終點(diǎn)時共用去10.00mLKSCN溶液。（1）滴定過程中若省去步驟③，所測定產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。（2）假設(shè)產(chǎn)品中雜質(zhì)不參與反應(yīng)，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______%。

參考答案1．答案：A2．答案：B解析：A.濾液1中含有的陽離子主要是，以的形式存在，A項(xiàng)錯誤；B.“還原”時，具有氧化性，與反應(yīng)和，反應(yīng)離子方程式為，參加反應(yīng)，B項(xiàng)正確；C.由分析可知，濾渣主要是，濾液2中含，C項(xiàng)錯誤；D.“沉鈷”離子方程式為，D項(xiàng)錯誤；故選B。3．答案：B4．答案：D解析：“煅燒”、“溶浸”工序中鉻元素仍以存在，只能在強(qiáng)酸性環(huán)境中存在，在堿性環(huán)境中會發(fā)生轉(zhuǎn)化，因此，“煅燒”、“溶浸”工序中釩元素和鉻元素的主要存在形態(tài)并沒有全部發(fā)生變化，A正確；在、NaOH作用下高溫焙燒，鋁、硅等的化合物轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉、，，加水浸取，過濾，濾渣1中主要有和，水浸液中含有四羥基合鋁酸鈉、，加入稀硫酸調(diào)溶液的pH時，四羥基合鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，因此，濾渣2主要為，B正確；由常溫下，在水中的溶解度為0.48g/100g，可知微溶于水，因此，“除硅磷”工序中，必須調(diào)節(jié)適量，以免生成沉淀，降低的產(chǎn)量，C正確；“分離釩”工序中，調(diào)節(jié)pH的范圍是1-4，此時，已轉(zhuǎn)化為，因此在“還原”工序中，發(fā)生反應(yīng)：，D錯誤。【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)工藝流程等知識，難度不大，注意，加酸調(diào)pH的過程中，發(fā)生反應(yīng)：。5．答案：B解析：A.“焙燒”中有生成，該步驟主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故A正確；B.通入后，在酸性條件下，錳酸鉀發(fā)生歧化反應(yīng)得到二氧化錳固體、錳酸鉀和碳酸鉀，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式為，若通入4mol時，理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，故B錯誤；C.若“焙燒”時加入的KOH過量，也能與NaOH反應(yīng)生成，導(dǎo)致制得的中混有含Si元素的雜質(zhì)，故C正確；D.根據(jù)表格中的溶解度，的溶解度遠(yuǎn)小于，故濾渣2的主要成分為，分離操作的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，故D正確；本題選B。6．答案：A7．答案：D解析：A.反應(yīng)II正反應(yīng)氣體體積增大，則增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，則同溫下，壓強(qiáng)越大，越小，壓強(qiáng)：，故A錯誤；B.壓強(qiáng)相同的情況下，升高溫度，減小，說明升高溫度，反應(yīng)I的平衡正向移動，則正反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，即在如圖所示條件下，反應(yīng)I可表示為，故B錯誤；C.由題干圖示信息可知，選擇反應(yīng)I的小于反應(yīng)|的條件，將C與ZnO置于同一密閉容器中，此時反應(yīng)I的平衡常數(shù)為在0.1~10左右，平衡常數(shù)很小，即碳熱還原氧化鋅反應(yīng)不能順利進(jìn)行，故C錯誤D.一定條件下將C與ZnO置于同一密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)時，增大的值，即增大C的用量，促使進(jìn)行反應(yīng)II，故可減少平衡時氣體中的含量，故D正確；故選：D。8．答案：C解析：A.電解氧化鋁的方程式為，故A錯誤;B.4噸鋁土礦一系列流程能夠得到2噸氧化鋁，流程中會有一定損失，則該鋁土礦中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%，故B錯誤;C.x=1.059kg，實(shí)際得到1kg蠢純鋁，則損失率約為，故C正確;D.該流程需要電解鋁，其能耗比回收飲料罐得到鋁的能耗高，故D錯誤;故選C。9．答案：D解析：碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，有氣體生成，故不能蓋坩堝蓋，A錯誤；工業(yè)上用焦炭還原冶煉鐵，不能用鋁熱反應(yīng)煉鐵，B錯誤；圖丙是堿式滴定管排氣泡的操作，C錯誤；若從a口通入冷凝水，則冷凝水無法充滿整個冷凝管，冷凝效果不好，需要用從b口通入，此時可以將冷凝水充滿冷凝管。碘單質(zhì)加熱時升華，遇冷后又凝華最終使碘和分開，因此圖丁可以用于除去碘中混有的，D正確。本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作等知識，難度不大，但易錯點(diǎn)較多，注意不能用鋁熱反應(yīng)煉鐵。10．答案：D解析：D.都是分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力增大，熔點(diǎn)逐漸升高，故D錯誤。11．答案：D解析：反應(yīng)池1中發(fā)生反應(yīng):，是生成物，A錯誤；難溶于水，分離采用過濾、洗滌操作，由流程圖中"(含水）"可知用水洗滌，不用乙醇洗滌，B錯誤；反應(yīng)池2中的氣體產(chǎn)物可能有和,硝酸銀溶液遇時都會產(chǎn)生黃色沉淀，C錯誤；結(jié)合A選項(xiàng)可知，反應(yīng)時、和的物質(zhì)的量之比為1:1:1，D正確。12．答案：A13．答案：D14．答案：A解析：A.中的價電子排布式為：，含未成對電子，屬于順磁性物質(zhì)，A正確；B.中價電子排布式為，整個結(jié)構(gòu)中不含未成對電子，不屬于順磁性物質(zhì)，B錯誤；C.中，價電子排布式為：，整個結(jié)構(gòu)中不含未成對電子，不屬于順磁性物質(zhì)，C錯誤；D.中價電子排布式為，含有4個未成對電子，但4個K原子可提供4個電子，整個結(jié)構(gòu)中不含未成對電子，不屬于順磁性物質(zhì)，D錯誤；答案選A。15．答案：D16．答案：（1）使金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傺趸铮筂nS與反應(yīng)生成MnO，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氣體而除；；將MnS礦粉碎，適當(dāng)提高焙燒溫度，增大通入量等；和CO（2）；NiS和ZnS（3）的平衡常數(shù)可完全轉(zhuǎn)化為沉淀（4）（5）+6（6）①大規(guī)模生產(chǎn)，過程中會產(chǎn)生二氧化硫而污染環(huán)境同時生成NiS和ZnS難以分離，回收利用價值低；②除雜1也會造成部分MnS沉淀造成物質(zhì)利用率低下；解析：（1）將MnS礦與粉進(jìn)行“聯(lián)合焙燒”的目的有，使金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傺趸?，使MnS與反應(yīng)生成MnO，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氣體而除去；為了提高焙燒效率可采取的措施有：將MnS礦粉碎，適當(dāng)提高焙燒溫度，增大通入量等；“尾氣”中所含氣體中除外，MnS產(chǎn)生的，有機(jī)物產(chǎn)生的和CO；（2）根據(jù)以上分析可知“濾渣1”含有；加入除去和，“濾渣3”的主要成分是NiS和ZnS；（3）根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)，因此可完全轉(zhuǎn)化為沉淀，所以除雜時選擇。（4）“沉錳”時錳離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸錳沉淀，同時還生成水、二氧化碳，離子方程式為。（5）當(dāng)與NaClO物質(zhì)的量之比為1：2時，氯元素化合價從+1價降低到-1價，反應(yīng)前Mn是+2價，所以根據(jù)電子得失守恒可知反應(yīng)后Mn的價態(tài)是+（2×2+2）=+6。（6）①大規(guī)模生產(chǎn)，過程中會產(chǎn)生二氧化硫而污染環(huán)境同時生成