2022年蘇教化學(xué)智能優(yōu)化訓(xùn)練鎂和鋁的冶煉

1．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①答案：D2．(2022年廈門高二檢測)海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗滌、過濾沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；④電解得到產(chǎn)物。下列關(guān)于提取鎂的說法中，不正確的是()A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料取自大海]B．進(jìn)行①②③步驟的目的是富集MgCl2C．可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D．電解冶煉鎂要消耗大量電能解析：選C。由于MgO的熔點(diǎn)高，不能使用電解熔融MgO的方法冶煉Mg。3.(2022年徐州高二檢測)用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如圖)，將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛”，紅墨水柱右端上升。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A．實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)B．鋁是一種較活潑的金屬C．鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量D．鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物解析：選D。將鋁箔浸入硝酸汞溶液中，發(fā)生反應(yīng)2Al＋3Hg2＋=3Hg＋2Al3＋，該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)后有金屬汞附在鋁箔上，鋁比汞活潑。在空氣中，鋁易與O2反應(yīng)4Al＋3O2=2Al2O3，該反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)。有汞存在時(shí)，鋁更易反應(yīng)，由紅墨水的右端上升可推斷，該反應(yīng)放熱，使試管內(nèi)壓強(qiáng)增大。汞化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在常溫下不與O2反應(yīng)。4．近幾年來，冠以“綠色化學(xué)”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表達(dá)?！熬G色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”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(濃H2SO4))MgSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液))Mg(NO3)2答案：C5．海水中鎂的總儲量約為×1015噸，而目前世界上利用的鎂60%來自海水。如圖是海水提取鎂的工藝流程圖。根據(jù)上面的圖示，回答下列問題：(1)請寫出海水提取鎂的工藝流程中屬于分解反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)工業(yè)上采用電解熔融MgCl2的方法制得金屬鎂，電解槽中陰極的電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________。(3)上述制備鎂的工藝流程中，適合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的做法是________________________________________________________________________。(4)工業(yè)上制取金屬鋁時(shí)用電解__________(填原料)的方法，試解釋鋁電解槽中的陽極碳棒為何要定期更換？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)用牡蠣殼(貝殼)燒制石灰屬于分解反應(yīng)，電解熔融氯化鎂屬于分解反應(yīng)。(2)電解反應(yīng)中，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電解熔融氯化鎂時(shí)陰極鎂離子得電子，生成單質(zhì)鎂。(3)在生產(chǎn)工藝中，能夠循環(huán)使用，對環(huán)境有利的做法都是循環(huán)經(jīng)濟(jì)。該工藝中海邊貝殼的使用，屬于因地制宜、廢物利用；鹽酸的循環(huán)使用也體現(xiàn)了這一思想。(4)工業(yè)冶煉鋁用的是熔融的氧化鋁和冰晶石，而不是氯化鋁；電解時(shí)陽極產(chǎn)生氧氣，氧氣能夠與該陽極材料碳棒反應(yīng)，造成消耗，因此要定期更換。答案：(1)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑(或MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑)(2)Mg2＋＋2e－=Mg(3)海邊牡蠣殼(貝殼)的利用、鹽酸的循環(huán)使用(答一條即可)(4)熔融Al2O3和冰晶石陽極產(chǎn)生的氧氣與陽極材料中的碳棒發(fā)生反應(yīng)，而使陽極碳棒不斷地被消耗1．(2022年赤峰高二檢測)下列關(guān)于化工生產(chǎn)原理的敘述錯(cuò)誤的是()①可以用電解熔融的氯化鈉的方法來制取金屬鈉②可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂③可電解冶煉鋁，原料是氯化鋁④煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無需加熱A．①② B．②③C．①②③ D．②③④答案：D2．下列說法不正確的是()A．金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是金屬冶煉、金屬材料加工和使用的基礎(chǔ)B．所有金屬是與氧、硫等非金屬元素形成化合物而存在C．把金屬從礦石中提取出來，一般要經(jīng)過開采和初步加工階段，主要包括探礦、采礦、選礦等工序，之后進(jìn)入冶煉階段D．冶煉金屬時(shí)，除原理可行外，實(shí)際生產(chǎn)中還要考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等方面的問題答案：B3．(2022年梅州高二檢測)鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A．不易生銹 B．導(dǎo)電性好C．密度小 D．強(qiáng)度高答案：B4．下列關(guān)于鎂的冶煉說法中，正確的是()A．利用海水和石灰水作用可以得到氯化鎂B．氯化鎂的結(jié)晶水合物直接受熱失去水，得到氯化鎂C．電解氯化鎂的水溶液得到金屬鎂D．利用氯化鎂冶煉金屬鎂而不利用氧化鎂的原因是氧化鎂的熔點(diǎn)太高解析：選D。A項(xiàng)顯然錯(cuò)誤；B項(xiàng)中MgCl2·6H2O易水解，應(yīng)在HCl氣流中加熱；C項(xiàng)電解MgCl2水溶液，得到Mg(OH)2、H2、Cl2、陰極上H＋放電；MgO熔點(diǎn)太高，D項(xiàng)正確。5．下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是()A．電解熔融的氯化鋁制鋁B．電解熔融的氯化鎂制鎂C．電解氯化鈉溶液制鈉D．高溫下用H2還原氧化鎂制鎂解析：選B。氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下以分子狀態(tài)存在，其中缺少自由移動的離子，故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁。A不正確。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中電解時(shí)，電子被H＋得到，因而電解比氫活潑的金屬陽離子的水溶液是得不到金屬單質(zhì)的。C不正確。比Al活潑的金屬很難用一般的還原劑(如H2、CO、C等)把它們從化合物中還原出來。況且，MgO熔點(diǎn)很高。工業(yè)上制取鎂是采用電解熔融MgCl2的方法。D不正確。6．(2022年青島高二檢測)下列化工生產(chǎn)過程中發(fā)生的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)的是()A．用油脂制肥皂 B．用鋁土礦煉金屬鋁C．用氯氣制漂白粉 D．用氫氣和氮?dú)夂铣砂苯馕觯哼xA。寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，根據(jù)化合價(jià)的變化判斷。7．(2022年江陰高二檢測)有些反應(yīng)看起來不能進(jìn)行，而實(shí)際生產(chǎn)中恰被用來制備帶下劃線的物質(zhì)，下列四個(gè)反應(yīng)中，其反應(yīng)原理與其他三個(gè)反應(yīng)不同的是()A．KClO4＋H2SO4=HClO4＋KHSO4B．KCl＋NaNO3=NaCl＋KNO3C．Mg＋2RbCl=MgCl2＋2RbD．Na＋KCl=NaCl＋K解析：選B。A、C、D均利用沸點(diǎn)來制備物質(zhì)，B中利用溶解度。8．用以下三種途徑來制取等質(zhì)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以下敘述正確的是()A．三種途徑所消耗的NaOH的物質(zhì)的量相等B．三種途徑所消耗的H2SO4的物質(zhì)的量相等C．三種途徑所消耗的H2SO4的物質(zhì)的量是途徑①>途徑③>途徑②D．三種途徑所消耗的NaOH的物質(zhì)的量是途徑①>途徑②>途徑③解析：選D。結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的方程式分析可知，若制取1molAl(OH)3時(shí)，①需H2SO4mol，NaOH3mol，②需NaOH1mol,H2SO4mol，③需H2SO4eq\f(3,8)mol，NaOHmol，可知選項(xiàng)D正確。9．已知工業(yè)上真空煉銣的化學(xué)反應(yīng)方程式為2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up7(熔融))MgCl2＋2Rb(g)，利用這一反應(yīng)的原因是()A．在一定條件下，部分反應(yīng)都有一定可逆性B．Mg的金屬活動性比Rb強(qiáng)C．Rb的沸點(diǎn)比Mg低，當(dāng)把Rb蒸氣抽走時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動D．MgCl2的熱穩(wěn)定性比RbCl強(qiáng)解析：選C。由于Rb的沸點(diǎn)較低，利用把Rb蒸氣抽走，使平衡正向移動而得到金屬Rb是正確的。10．許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲取的物質(zhì)是()A．氯、溴、碘B．鈉、鎂、鋁C．燒堿、氫氣D．食鹽、淡水解析：選D。食鹽和淡水不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得。其他物質(zhì)要經(jīng)過化學(xué)變化得到。11．從海水中提純粗鹽后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等陽離子，對母液進(jìn)行一系列的加工可制得金屬鎂。①從離子反應(yīng)的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②石灰乳是生石灰與水作用形成的化合物，從充分利用當(dāng)?shù)睾Ｑ蠡瘜W(xué)資源，提高生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，生產(chǎn)生石灰的主要原料是________________________________________________________________________。③電解熔融的無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后即為固體鎂，下列物質(zhì)中可以用做鎂蒸氣的冷卻劑的是(填寫代號)：________。A．H2B．CO2C．空氣D．O2解析：①M(fèi)g(OH)2難溶于水，Ca(OH)2微溶于水。在K＋、Na＋、Mg2＋等陽離子中，Mg2＋與石灰乳提供的OH－反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀。②“充分利用當(dāng)?shù)睾Ｑ蠡瘜W(xué)資源”，它暗示的是利用貝殼中的CaCO3生產(chǎn)生石灰。③鎂單質(zhì)易被氧化，因此冷卻鎂蒸氣應(yīng)在還原性的氛圍中冷卻，題給物質(zhì)中只有H2不和Mg反應(yīng)。答案：①沉淀Mg2＋(或制取Mg(OH)2)②貝殼③A12.下面是海水提鎂的流程圖：請回答下列問題：(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用？________________________________________________________________________________________________________________________________________________；其主要成分發(fā)生化學(xué)變化的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)從海水中的鎂離子到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？用離子方程式表示。(3)在用上述方法提鎂的過程中，采用了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？解析：海水提鎂，最基本的方法就是往海水里加堿，使鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂，之后經(jīng)過濾、干燥、電解就可得到金屬鎂。CaO＋H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2，MgCl2eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(熔融))Mg＋Cl2↑。用上述方法提鎂的過程中，采用了工業(yè)常用的循環(huán)利用的工藝來提高經(jīng)濟(jì)效益，上述方法中循環(huán)利用了氯氣。答案：(1)貝殼作為原料之一，分解產(chǎn)生氧化鈣，遇水產(chǎn)生氫氧化鈣，將鎂離子沉淀為氫氧化鎂CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑(2)海水中的鎂離子先與氫氧化鈣生成氫氧化鎂，氫氧化鎂再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，濃縮干燥得到純的氯化鎂，再加熱熔融進(jìn)行電解即得到金屬鎂；有關(guān)反應(yīng)：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O，Mg2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(熔融))Mg＋Cl2↑。(3)對氯氣進(jìn)行循環(huán)利用來提高經(jīng)濟(jì)效益。13．圖是用明礬[KAl(SO4)2·12H2O]制取硫酸鋁和硫酸鉀的操作步驟流程圖(圖中略去了沉淀物的洗滌操作)，請?jiān)趫D中圓括號內(nèi)填入適當(dāng)?shù)脑噭┟Q，在方括號內(nèi)填入適當(dāng)?shù)姆蛛x方法，并回答有關(guān)問題。(1)試劑a是________，b是________，c是________；分離方法①是________，②是________，③是________。(2)進(jìn)行上述操作①要用到的玻璃儀器有____________________________________________________________________。(3)按上述操作，不考慮損耗，在理論上158g明礬(式量474)最多可以制得Al2(SO4)3·18H2O(相對分子質(zhì)量666)____________g，制得的K2SO4的質(zhì)量至少應(yīng)大于(相對分子質(zhì)量174)____________g。解析：綜合制備的流程圖不難分析出(1)(2)要回答的問題。第(3)問可由鋁守恒求出Al2(SO4)3·18H2O的質(zhì)量是eq\f(158×666,474×2)g＝111g，由SOeq\o\al(2－,4)守恒求出生成的K2SO4應(yīng)大于eq\f(158×174×2,474)g＝116g。答案：(1)氨水稀硫酸KOH溶液過濾加熱蒸發(fā)結(jié)晶(2)普通漏斗、燒杯、玻璃棒(3)11111614．蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，還含有的金屬離子是__________________。(2)進(jìn)行Ⅰ操作時(shí)，控制溶液pH＝7～8(有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表)。氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開始沉淀pHCa(OH)2不能過量，若Ca