跟踪检测(九) 金属材料与矿物开发

跟踪检测（九） 金属材料与矿物开发1．(2019·昌平区模拟)“厉害了，我的国！”。

下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是( ) A.主体用料：钢索 2．下列有关金属及其化合物的说法中，正确的个数为( )①在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用 ②纯铁比生铁抗腐蚀性更强③单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属④向紫色石蕊溶液中加入过量的Na 2O 2粉末，振荡，溶液变为蓝色并有气泡产生 ⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素⑦将FeCl 3溶液滴入KI-淀粉溶液中，溶液变蓝色⑧铝粉和氧化镁粉末混合，高温能发生铝热反应A ．4B ．5 C ．6 D ．7解析：选A ①金属活泼性越弱，越易被冶炼和使用；③Al 是活泼金属，表面易形成致密氧化膜，耐腐蚀；④Na 2O 2具有强氧化性，紫色石蕊溶液先变蓝后褪色；⑧Al 不能把Mg 置换出来，Al 与MgO 不能发生铝热反应。

3．(2019·海淀区一模)平昌冬奥会“北京8 分钟”主创团队用石墨烯制作了－20 ℃能发热4 h 的智能服饰； 用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m 、重量仅为10 kg 的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。

下列说法不正确的是( )A ．石墨烯是能导热的金属材料B ．铝合金是密度较低的金属材料C ．碳纤维是耐低温的无机非金属材料D ．新型材料种类多、用途广解析：选A石墨烯是碳的一种单质，属于无机非金属材料，故A错误；铝的密度小，铝合金的密度小，强度大，属于金属材料，故B正确；碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，属于无机非金属材料，故C正确；人们依据生产生活的需要研制出很多种用途不同的新型材料，如功能新型材料、新的合金材料等，故D正确。

4．(2019·平顶山模拟)下列说法中正确的是()A．电解NaCl溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B．工业上可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼CuC．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等D．工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量解析：选B钠和镁性质活泼，应采用电解熔融氯化钠的方法制取钠，故A错误；工业上火法炼铜可用含Cu2S的矿石和氧化剂O2反应冶炼Cu，故B正确；金属K、Ca还原性强于铝，所以无法通过铝热反应制取，故C错误；冰晶石是电解铝的助熔剂，可降低氧化铝熔化时所需的温度，故D错误。

5．下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu解析：选B A项，应用电解熔融的MgCl2的方法制备单质镁；B项，铝为活泼金属，因此应用电解的方法制取；C项，电解水溶液得不到金属钠；D项，制备单质铜应用热还原法。

6．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。

下列说法不正确的是()A．倭铅是指金属锌和铅的混合物B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶炼Zn的过程中有氧化还原反应发生D．该冶炼锌的方法属于热还原法解析：选A A项，由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物；B项，反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C；C项，碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，有氧化还原反应发生；D项，该反应是利用碳还原碳酸锌生成锌单质，属于热还原法。

7．(2019·辛集第一中学月考)下列有关金属的工业制法中，正确的是()A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠B ．用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用H 2还原氧化镁制得镁C ．以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO 在高温下还原铁矿石制得铁D ．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝解析：选C 工业制钠是电解熔融NaCl ：2NaCl=====电解2Na ＋Cl 2↑，而电解NaCl 溶液：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，得不到钠，A 错误；镁的还原性比氢气的还原性强，不能用氢气还原氧化镁制取镁，工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl 2=====电解Mg ＋Cl 2↑，B 错误；工业上常用CO 在高温下还原铁矿石炼铁：3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2，因为炼铁的矿石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是将二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去，C 正确；因为熔融状态下氯化铝不导电，所以从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的氧化铝来获取金属铝，D 错误。

8．“拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。

Al 65Cu 23Fe 12是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。

下列有关这种拟晶的说法正确的是( )A ．无法确定Al 65Cu 23Fe 12中三种金属的化合价B ．Al 65Cu 23Fe 12的硬度小于金属铁C ．Al 65Cu 23Fe 12不可用作长期浸泡在海水中的材料D ．1 mol Al 65Cu 23Fe 12溶于过量的硝酸时共失去265 mol 电子解析：选C A 项，拟晶Al 65Cu 23Fe 12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作0价，错误；B 项，拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，错误；C 项，Al 65Cu 23Fe 12与海水可以构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，正确；D 项，溶于过量硝酸时，Al 与Fe 均变为＋3价，Cu 变为＋2价，故1 mol Al 65Cu 23Fe 12失电子为65 mol ×3＋23 mol ×2＋12 mol ×3＝277 mol ，错误。

9．某同学采用工业大理石(含有少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3等杂质)制取CaCl 2·6H 2O ，设计了如图流程。

下列说法不正确的是( )A ．固体Ⅰ中含有SiO 2，固体Ⅱ中含有Fe(OH)3B ．使用石灰水时，要控制pH ，防止固体Ⅱ中Al(OH)3转化为AlO －2C ．试剂a 选用盐酸，从溶液Ⅲ得到CaCl 2·6H 2O 产品的过程中，须控制条件防止其分解D．若改变实验方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl2·6H2O解析：选D SiO2难溶于盐酸，固体Ⅰ中含有SiO2；FeCl3与Ca(OH)2反应生成Fe(OH)3，所以固体Ⅱ中含有Fe(OH)3，故A正确；Al(OH)3可溶于强碱，使用石灰水时，要控制pH，防止固体Ⅱ中Al(OH)3转化为AlO－2，故B正确；CaCl2·6H2O易失去结晶水，所以须控制条件防止其分解，故C正确；溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，生成NH4Cl，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶不能得到纯净CaCl2·6H2O，故D错误。

10．部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如图处理，下列说法正确的是()A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋B．样品中Fe元素的质量为2.14 gC．样品中CuO的质量为4.0 gD．V＝448解析：选D A项，生成的滤渣3.2 g是铜，金属铜可以和Fe3＋反应，所以滤液A中一定不含有Fe3＋，错误；B项，灼烧后的固体为Fe2O3，其物质的量为0.02 mol，铁元素的物质的量为0.02 mol×2＝0.04 mol，质量为0.04 mol×56 g·mol－1＝2.24 g，错误；C项，铁元素的质量为2.24 g，而原来固体为5.76 g，所以CuO的质量不超过5.76 g－2.24 g＝3.52 g，错误；D项，根据最后溶液中的溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素的物质的量为0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol，含H＋0.08 mol，其中部分H＋生成氢气，另外的H＋和合金中的氧结合生成了水，由于合金中氧的物质的量为5.76 g－3.2 g－2.24 g16 g·mol－1＝0.02 mol，它结合0.04 mol H＋，所以硫酸中有0.04 mol H＋生成氢气，即生成0.02 mol氢气，标准状况下的体积为448 mL，正确。

11．(2018·全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。

一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(M n＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________________________。

(2)滤渣1的主要成分除SiO 2外还有________；氧化除杂工序中ZnO 的作用是______________________，若不通入氧气，其后果是______________________________。

(3)溶液中的Cd 2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

解析：(1)闪锌矿的主要成分是ZnS ，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS ＋32O 2=====焙烧ZnO ＋SO 2。

(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO ，还存在少量SiO 2、Fe 2O 3、CdO 、PbO ，加稀H 2SO 4后，发生一系列化学反应：ZnO ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2O 、Fe 2O 3＋3H 2SO 4===Fe 2(SO 4)3＋3H 2O 、CdO ＋H 2SO 4===CdSO 4＋H 2O 、PbO ＋H 2SO 4===PbSO 4＋H 2O 。