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礦山資源 硫酸與無機材料制造 1．下列金屬，通常采用熱還原法冶煉的是 A．Na B．Al C．Fe D．Ag 【答案】C 2．用于制造飛機的材料應具備高比強度(斷裂強度/密度)，還應具備密度小、質地輕的特點。以波音747為例，機身每減輕1 kg，因耗油減少，一年可獲利2 000美元。你認為下列材料中可用于飛機制造業(yè)的是 （ ） A．MgAl合金 B．黃銅(CuZn合金) C．NaK合金 D．生鐵(FeC合金) 【答案】A 3．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器接觸室（見下圖）。按此密閉體系中氣體的流向，則在A處流出的氣體為 A．SO2 B．SO3、O2 C．SO2、SO3 D．SO2、O2 【答案】D 4．江西某銅業(yè)公司在火法煉銅時也生產(chǎn)硫酸。下列敘述不正確的是（ ） A．自然界化合態(tài)硫以FeS2、CuFeS2等形式存在 B．火法煉銅的礦石原料主要含Cu2S C．該公司煉銅產(chǎn)生的SO2可用于生產(chǎn)H2SO4 D．l mol/L H2SO4溶液可儲存于鐵制或鋁制容器 【答案】D 5．(原創(chuàng)) 化學與社會、生產(chǎn)、生活緊切相關，下列說法正確的是 A．為了治理酸雨污染，政府應取締硫酸廠、火電廠、水泥廠等 B．我國是稀土儲量大國，可以大量開采稀土礦賣給全世界，賺取外匯 C．減少燃煤的使用，改用風能、太陽能等能源，符合“低碳生活”理念 D．由鋁土礦(主要含Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2等雜質)冶煉金屬鋁的過程中，只涉及復分解反應 【答案】C 6．下列說法中，正確的是 A．Na2O和Na2O2組成元素相同，且都能與硫酸溶液反應 B．光導纖維由SiO2制備得到，其屬于硅酸鹽產(chǎn)品 C．工業(yè)上利用電解熔融的MgO來制備鎂 D．SO2通入新制氯水中，氯水褪色是因為SO2具有漂白性 【答案】A 7．下列事實不能用金屬活動性解釋的是 A．生活中可用鋁制的水壺燒水 B．鍍鋅鐵制品破損后，鍍層仍能保護鐵制品 C．工業(yè)上常用熱還原法冶煉鐵，用電解法冶煉鈉 D．電解法精煉銅時，其含有的Ag、Au雜質沉積在電解槽的底部 【答案】A 8．鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，銹蝕最快的鐵水管所連接的是 A．塑料水龍頭 B．鐵水龍頭 C．銅水龍頭 D．陶瓷水龍頭 【答案】C 9．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W還原劑制得的金屬組是(　　) A．Na，Mg，Al B．Na，K，Zn，F(xiàn)e C．Zn，F(xiàn)e，Cu，Ag D．Mg，Al，Zn，F(xiàn)e 【答案】A 10．我國自主研發(fā)的新一代動車組在京滬高鐵上跑出過486.1公里的世界列車最高時速，這得益于全路鋪設的優(yōu)質無縫平滑的超長鋼軌。下列有關說法不正確的是 A.制造鋼軌的材料是鋼，鋼是用量最大的合金 B.鋼的熔點比鐵的熔點高，而鐵的用途更廣泛 C.我國在商代就開始使用銅合金 D.鋁合金的強度、硬度比組成合金各成分金屬的大 【答案】B 11．下列金屬冶煉的反應原理，錯誤的是 A．2NaCl(水溶液) 2Na + Cl2↑ B．CuO + H2 Cu + H2O C．Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 D．2HgO 2Hg + O2↑ 【答案】A 12．（10分）硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位．工業(yè)制硫酸主要的生產(chǎn)流程如圖： （1）工業(yè)制硫酸通常以　 　為原料，經(jīng)造氣、　 　、吸收三個主要生產(chǎn)階段； （2）硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量的SO2，通常用　 　來吸收處理； （3）在工業(yè)生產(chǎn)中，反應條件有重要的作用．請回答： ①除去原料氣中的有毒物質是為了防止　 　； ②使用催化劑是為了提高　 　． 【答案】 13．（16分）以黃銅礦為主要原料來生產(chǎn)銅、鐵紅顏料和硫單質，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下： 回答下面問題： （1）從黃銅礦冶煉粗銅的傳統(tǒng)工藝是將精選后的富銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉變?yōu)殂~。這種方法的缺點是要消耗大量的熱能以及 （完成合理的一種即可）。 （2）過濾③得到的濾渣成分是 （填化學式）。 （3）反應Ⅰ～Ⅴ中，共有 個反應不屬于氧化還原反應。 （4）溶液A中含有的溶質是 （填化學式）。 （5）寫出反應Ⅰ的化學方程式 。 （6）①反應Ⅲ是FeCO3在空氣中煅燒，寫出化學方程式 。 ②反應Ⅳ中發(fā)生反應的離子方程式 。 【答案】（1）SO2會導致大氣污染（2分）；（2）S（2分）（3）2（2分）； （4）CuCl2、 NaCl （2分）（5）CuFeS2 + 3FeCl3 = CuCl↓+ 4FeCl2 + 2S↓（3分）； （6）①4FeCO3 + O2 4CO2 + 2Fe2O3 （3分） ② Cl- + CuCl = [CuCl2]- （2分）。 14．我市某地的煤矸石經(jīng)預處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜合利用工藝設計如下： 已知： 離子 開始沉淀pH 完全沉淀pH Fe3+ 2.1 3.2 Al3+ 4.1 5.4 請回答下列問題： （1）“酸浸”后得到的殘渣中主要含有的物質是___________，物質X的化學式為___________。 （2）“酸浸”時影響鋁浸出率的因素可能有(寫出兩個)___________、___________。 （3）為了獲得產(chǎn)品Al(OH)3，從煤矸石的鹽酸浸取液開始，若只用CaCO3一種試劑，后續(xù)操作過程是___________。 （4）Al(OH)3可添加到塑料中作阻燃劑的原因是___________。 （5）以Al和MnO2為電極，與NaCl和稀氨水電解質溶液組成一種新型電池，放電時MnO2轉化為MnO(OH)．該電池反應的化學方程式是___________。 （6）預處理后的100t煤矸石經(jīng)上述流程后，得到39t純度為95%的氫氧化鋁產(chǎn)品．則預處理后的100t煤矸石中鋁元素的回收率為___________。 【答案】 （1）SiO2；CO2； （2）酸的濃度；溫度； （3）加入CaCO3調節(jié)pH到3.2，過濾除去Fe(OH)3后，再加入CaCO3調節(jié)pH到5.4，過濾得到Al(OH)3； （4）Al(OH)3分解時吸收大量熱量且分解生成高熔點的Al2O3； （5）Al+3MnO2+3H2O=3MnO(OH)+Al(OH)3；（6）96.9% 15．I．銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下： (注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃) （1）固體混合物B的組成為 ；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應的離子方程式為 。 （2）完成煅燒過程中一個反應的化學方程式： 。 （3）若銀銅合金中銅的質量分數(shù)為64%，理論上5．0kg廢料中的銅可完全轉化為CuAlO2，至少需要1．0molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。 II．某同學用FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。 （4）FeCl3與H2S反應的離子方程式為_______________________。 （5）電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2，陽極的電極反應為____________________。 （6）綜合分析實驗II的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點： ①H2S的原子利用率100%； ②____________________。 【答案】（1）CuO和Al(OH)3；Al(OH)3+OH—＝AlO2-+2H2O； （2）4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑； （3）25．0；（4）2Fe3+＋H2S=2Fe2+＋S↓＋2H+； （5）Fe2+－3e－=Fe3+；（6）FeCl3得到循環(huán)利用。 16．用硫鐵礦（主要含F(xiàn)eS2、SiO2等）制備莫爾鹽的流程如下： 已知：“還原”時，F(xiàn)eS2與H2SO4不反應，F(xiàn)e3+通過反應Ⅰ、Ⅱ被還原，其中反應Ⅰ如下： 2Fe3++ FeS2=2S↓+3Fe2+ （1）“還原”時，pH不宜過高的原因是_________，寫出“還原”時反應Ⅱ的離子方程式：__________。 （2）實驗測得“還原”時反應Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3+的物質的量之比為2：7。計算“還原”后溶液Fe2+的濃度即可確定后面所加(NH4)2SO4的量（溶液體積變化忽略不計） 離子 離子濃度（molL－1） 還原前 還原后 SO42－ 3.20 3.50 Fe2+ 0.15 （3）稱取23.52g新制莫爾鹽，溶于水配成溶液并分成兩等份。一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol/LK2Cr2O7酸性溶液滴定，當Cr2O72-恰好完全被還原為Cr3+時，消耗溶液的體積為25.00mL。試確定莫爾鹽的化學式（請給出計算過程）。 【答案】（其余每空2分，共12分） （1）pH過高時鐵元素將沉淀導致產(chǎn)率降低 FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O =15Fe2+ + 2SO42－ + 16H+ （2）3.30（3分） （3）FeSO4(NH4)2SO46H2O（5分） 17．【化學與技術】 下圖是某企業(yè)設計的硫酸—磷肥—水泥聯(lián)產(chǎn)、海水—淡水多用、鹽—熱—電聯(lián)產(chǎn)的三大生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈流程圖。 根據(jù)上述產(chǎn)業(yè)流程回答下列問題： （1）該流程①、②、③、④、⑤為能量或物質的輸送，請分別寫出輸送的主要物質的化學式或能量形式：① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。 （2）沸騰爐發(fā)生反應的化學方程式 。磷肥廠的主要產(chǎn)品是普鈣（磷酸二氫鈣和硫酸鈣），寫出由磷礦石和硫酸反應制普鈣得化學方程式 。 （3）用1噸硫鐵礦（FeS2的質量分數(shù)為36％）接觸法制硫酸，制硫酸的產(chǎn)率為65％，則最后能生產(chǎn)出質量分數(shù)為98％的硫酸 噸。 （4）熱電廠的冷卻水是 ，該流程中濃縮鹽水除提取鹽以外還可提取的物質有 （寫出一種即可）。 （5）根據(jù)現(xiàn)代化工廠設計理念請?zhí)岢龈郀t煉鐵廠廢氣、廢渣及多余熱能的利用設想。 ， （寫出兩點即可）。 【答案】（1）①Fe2O3 ②電能 ③熱能 ④SO2 ⑤濃H2SO4 （2）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4＝3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF （3）0.39 （4）海水 鎂或溴 （5）廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為燃料。 18．某工業(yè)廢液中含有Cu2+、Mg2+、Zn2+等離子，為將其回收利用，再采用了如下工藝 已知Zn(OH)2的性質與Al(OH)3相似 所用試劑在下列試劑中選擇 ① 鐵粉 ②鋅粉 ③稀HNO3 ④稀H2SO4 ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水 請回答下列問題： （1）試劑1、試劑2、試劑3分別可以是________、________、________(填編號) （2）操作2是_____________、________________、_____________ （3）操作3是______________________________ （4）加過量CO2時發(fā)生反應的離子方程式________________________ （5）在金屬冶煉方法中方法1是_________方法2是____________ 【答案】 （1）②、④⑤、⑦ （6分） （2）加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾 （3分） （3）在HCl氣流中加熱 （2分） （4）ZnO22- + 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓+ 2HCO3- （2分） （5）電解法、還原劑法 （2分）