化学苏教版（浙江版）必修一讲义专题3从矿物到基础材料从矿物到基础材料专项训练

/08/8/从矿物到基础材料专项训练一、硅及其化合物的性质与应用1．(加试要求)由石英制取纯硅，通常要发生3个化学反应，对这3个反应的叙述中，不正确的是()A．有2个置换反应B．3个反应均为氧化还原反应C．有1个化合反应D．在3个反应中硅元素均被还原答案D解析SiO2eq\o(→,\s\up7(C))Si，置换反应；Sieq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4，化合反应；SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))Si，置换反应。3个反应均为氧化还原反应，化合反应中硅元素被氧化。2．下列反应中能说明二氧化硅是酸性氧化物的是()A．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OC．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OD．SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑答案C3．制计算机芯片的主要材料是硅，下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A．制备粗硅不涉及氧化还原反应B．光导纤维的主要成分是二氧化硅C．二氧化硅是H2SiO3的酸酐，因此能与水反应，也能与碱溶液反应D．常温时硅既能与盐酸反应，也能与烧碱溶液反应答案B解析制备粗硅的过程主要是将二氧化硅转化为单质硅，所以一定会涉及氧化还原反应，A项错误；二氧化硅是光导纤维的主要成分，B项正确；二氧化硅不能与水反应，C项错误；硅单质不能与盐酸反应，D项错误。4．纯二氧化硅可用下列流程制得，下列说法不正确的是()eq\x(粗SiO2)eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(Ⅰ))eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(Ⅱ))eq\x(Y)eq\o(→,\s\up7(灼烧),\s\do5(Ⅲ))SiO2A．X可用作木材防火剂B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3(胶体)＋Na2SO4C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行答案D解析硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，A正确；硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，所以步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3(胶体)＋Na2SO4，B正确；碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，能够制硅酸，C正确；加热分解固体应在坩埚中进行，D错误。二、铝及其化合物的性质与应用(加试要求)5．铝分别与足量的氢氧化钠和稀盐酸溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的NaOH和HCl物质的量之比为()A．2∶1 B．3∶1C．1∶1 D．1∶3答案D解析由2NaOH～3H2、6HCl～3H2可知消耗的NaOH和HCl的物质的量之比为1∶3。6．下列有关从铝土矿中提炼铝的说法不正确的是()A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼铝C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D．冶炼铝的方法与工业冶炼钠、镁相似，可用电解法答案C解析铝在地壳中只能以化合态存在，将铝元素由化合态变为游离态，必须采用化学方法，A项正确；冶炼铝时先将铝土矿经化学方法转化为纯净的氧化铝，B项正确；铝化学性质较活泼，常见的还原剂很难将氧化铝还原为铝，可采用电解法冶炼，故C项错误、D项正确。7．某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01mol，向其中逐滴滴加1mol·L－1的NaOH溶液至过量，下列关系图正确的是()答案C解析含MgCl2和AlCl3各0.01mol，向其中逐滴加入1mol·L－1的NaOH溶液至过量，发生反应Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，得到沉淀0.01mol，消耗NaOH0.02mol，即20mL；Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，得到沉淀0.01mol，消耗NaOH0.03mol，即30mL。随着反应的进行，沉淀量增大，共消耗NaOH溶液50mL。0.01molAl(OH)3会溶于过量的NaOH溶液中，Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，消耗NaOH溶液10mL，故沉淀达到最大量后，再加NaOH溶液，沉淀量减少，直至最后剩余0.01molMg(OH)2，C项正确。8．有Mg、Al混合粉末10.2g，将其溶于500mL4mol·L－1的盐酸中，要使得到的沉淀最多，则加入2mol·L－1的NaOH溶液的体积为()A．1000mL B．500mLC．100mL D．1500mL答案A解析反应过程如下：沉淀最多时，Mg2＋、Al3＋全部沉淀，此时溶液中溶质只有NaCl，故HCl应和NaOH的物质的量相等，V(NaOH)＝eq\f(500mL×4mol·L－1,2mol·L－1)＝1000mL。9.图中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项编号对应的曲线编号错误的是()A．曲线A：向NaAlO2溶液中逐渐滴入HCl至过量B．曲线B：向澄清石灰水中通入CO2至过量C．曲线C：向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量D．曲线D：向含有等物质的量的Ba(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量答案D解析A项，AlOeq\o\al(－,2)完全沉淀和Al(OH)3完全溶解所消耗的H＋之比为1∶3，正确；B项，Ca2＋完全沉淀和CaCO3完全溶解所消耗的CO2之比为1∶1，正确；C项，开始阶段滴入的NaOH中和H＋，后来使Al3＋全部沉淀和使Al(OH)3完全溶解所消耗的OH－之比为3∶1，正确；D项，向Ba(OH)2、KOH(设各为1mol)混合溶液中通入CO2，CO2先与Ba(OH)2反应：Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O，消耗1molCO2，再与KOH反应：2KOH＋CO2=K2CO3＋H2O、K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3，消耗1molCO2，最后使BaCO3溶解消耗1molCO2，即3个阶段消耗的n(CO2)之比为1∶1∶1，错误。10．向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolKOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是()①amol②bmol③eq\f(a,3)mol④eq\f(b,3)mol⑤0⑥(4a－b)molA．①④⑤ B．①②③④⑤C．①④⑤⑥ D．①③④⑤⑥答案D解析由Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O可知，0≤n沉淀≤amol,0≤n沉淀≤eq\f(b,3)mol，故①、③、④、⑤是可能的，当3a＜b＜4a时，⑥也可能，而②的值超过了eq\f(b,3)mol，是不可能的。三、铁、铜及其化合物的性质与应用11．下列有关金属冶炼的说法正确的是()A．利用木炭的可燃性将CuO冶炼为铜B．用火法或湿法均可制备金属铜C．高温加热氧化铜可以制单质铜D．硫化亚铜与氧气反应炼铜的过程不属于氧化还原反应答案B解析木炭具有还原性，可以用来冶炼金属，不是利用其可燃性，A错误；Cu 属于较活泼金属，可以采用火法或湿法冶炼，如CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2、Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，B正确；氧化铜性质稳定受热不分解，可以采用氢气或者一氧化碳还原法制备铜，C错误；硫化亚铜与氧气反应炼铜，铜元素化合价发生变化，为氧化还原反应，D错误。12．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出答案B解析用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，发生化学反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，故该腐蚀液中含有Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋。Cu2＋和Fe3＋的氧化性强弱顺序为Fe3＋＞Cu2＋。向该腐蚀液中加入铁粉的化学反应情况如下：一定并且先发生反应：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，铁粉可能不足、可能适量、可能过量。可能并且后发生反应：Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，铁粉可能不足、可能适量、可能过量。13．将Fe、Cu、FeCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液置于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能含有的金属或金属离子是()A．Cu、Fe2＋、Fe B．Cu、Fe3＋C．Fe2＋、Fe3＋ D．Cu、Cu2＋、Fe答案A解析Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，铁有剩余说明溶液中一定没有Fe3＋和Cu2＋，故选A。14．(加试要求)将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，不显血红色C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为6∶1D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5答案C解析n(Fe)＝0.02mol，n(FeCl3)＝0.05mol，由2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，Fe3＋过量0.01mol，铁粉全部溶解，反应生成0.06molFe2＋，Fe3＋的特征反应之一是遇KSCN溶液变血红色；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。15．在硫酸铁溶液中，加入ag铜，完全溶解后，又加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且b＜c，则下列判断不正确的是()A．最后得到的溶液不含有Fe3＋B．残余固体可能为铁、铜混合物C．最后得到的溶液中只含Cu2＋D．残余固体不一定都是铜答案C解析由b＜c，说明一定有Cu生成，而Fe粉可能不足，也可能过量，即溶液中一定有Fe2＋，一定无Fe3＋，可能有Cu2＋，残余固体可能为Cu，也可能为Cu、Fe混合物。16．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是()实验操作实验现象离子方程式实验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋Zn具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3＋＋Fe=2Fe2＋铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性答案A解析A项正确；B项，实验结论应为Fe2＋具有氧化性；C项，离子方程式应为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；D项，实验现象应为棕黄色溶液变成蓝色。四、综合应用17．(加试要求)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是__________________________________________________________________________________________________________________，反应2的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_________________________________________________________________________________________________________________，写出由D制备冰晶石的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________。(4)电解法制铝的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3=2NaAlO2＋H2O(2)CaSiO3AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(3)浓H2SO412HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3=2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O(4)2Al2O3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电解，Na3AlF6))4Al＋3O2↑解析结合Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应后产物的性质来分析流程图一，根据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图二，充分利用质量守恒等来书写方程式。(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiOeq\o\al(2－,3)与Ca2＋结合生成难溶物CaSiO3；滤液Ⅱ中主要含有AlOeq\o\al(－,2)，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。18．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃),\s\do5(铜粉))SiHCl3＋H2)；③SiHCl3与过量的H2在1100～1200℃的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。请回答：(1)第一步制取粗硅反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(2)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_______________________________________________________________________________________________。(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：①装置B中的试剂是________，装置C中的烧杯需要加热，目的是____________________。②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_____________________________________________________________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________________________________________________________，装置D中发生反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑(2)分馏(或蒸馏)(3)①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化②有固体物质生成在题给反应温度下(1100～1200℃)，普通的玻璃会软化SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl③排尽装置中的空气解析(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，因此B中的试剂为浓H2SO4，且C烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快其与H2的反应速率。②石英管中产生的物质应为硅，故D中有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1100～1200℃，此温度下普通的玻璃容易软化。③因高温下H2与O2反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。19．(加试要求)向MgCl2、A