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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点20 金属材料、金属矿物的开发与利用
知识精讲
二．金属矿物的开发利用
一．金属材料
课后精练
选择题：
20
题
非选择题：
5
题
建议时长：
45
分钟
实际时长： 分钟
一．金属材料
1．合金的概念及性能
易错提醒：
(1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。
(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。
(3)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若
一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
(4)合金一定是混合物，没有固定的熔点
2．常见的金属材料
（1）金属材料分类
1
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（2）几种常见的合金
①铁合金：钢是用量最大，用途最广的合金。
②铝合金
③铜合金
（3）新型合金
①储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe 合金、La－Ni 合
金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
②其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电
子工业等领域。
3．用途广泛的稀土金属
2
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（1）稀土元素
a．镧系元素(57～71 号元素)及钇和钪，共17 种元素为稀土元素。
b．我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
（2）用途
a．稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金
属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为冶金工业的维生素。
b．稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶
金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
二．金属矿物的开发利用
（1）金属在自然界中的存在形态
①游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu
②化合态：化学性质比较活泼的金属，在自然界中能以化合态的形式存在，如： Al、Na
（2）金属冶炼的一般步骤
（3）金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M 表
示金属)。
（4）金属冶炼的方法
根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。
3
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例如下列金属的冶炼：
方法名称
主要反应原理(举例)
物理提取法
Au、Pt 在自然界中主要以游离态存在。
热分解法
适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活
泼的金属。
2HgO
2Hg＋O2↑
2Ag2O
4Ag＋O2↑
热还原法
CO 作还原剂
Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2(高炉炼铁)
H2作还原剂
WO3＋3H2
W＋3H2O
铝热反应
2Al＋Cr2O3=====Al2O3＋2Cr
10Al＋3V2O5=====6V＋5Al2O3
焦炭作还原剂
2PbO＋C=====2Pb＋CO2↑
C＋2ZnO=====2Zn＋CO2↑
电解法
2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑
MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
说明：
①冶炼Al 时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态难导电。加入冰晶石
(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
②冶炼镁用电解熔融的MgCl2而不用电解熔融MgO，是因为MgO 熔点高，熔融时耗费更多能源，增
加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。
③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。
1．（24-25 高三上·江苏南通·阶段练习）在给定条件下，下列物质间的转化可以实现的是
4
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A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】A．碘单质氧化性较弱，和铁反应生成碘化亚铁，氯气氧化性较强，将碘化亚铁氧化为氯化铁，A
正确；
B．碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁，电解氯化镁溶液得不到镁单质，电解熔融氯化镁生成镁单质，B 错
误；
C．氧化铝和盐酸反应生成氯化铝，氯化铝和过量弱碱氨水生成氢氧化铝沉淀，C 错误；
D．氯化钠和二氧化碳不反应，不能生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解为二氧化碳、水和碳酸钠，D 错
误；
故选A。
2．（24-25 高三上·山东菏泽·阶段练习）中国古代的下列发明创造中，不涉及氧化还原反应的是
A．曾青(CuSO4)得铁则化铜
B．用铁矿石炼铁
C．用明矾除去铜器上的铜锈
D．用硫磺漂白织物
【答案】C
【详解】判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是反应中是否有元素的化合价发生改变，有元素的化合
价发生改变的反应为氧化还原反应，据此分析解题：
A．曾青(CuSO4)得铁则化铜，反应为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，涉及氧化还原反应，A 不合题意；
B．用铁矿石炼铁，该反应为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2，涉及氧化还原反应，B 不合题意；
C．用明矾除去铜器上的铜锈，原理是明矾水解呈酸性，Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+，再酸与铜锈反应，
Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，未涉及氧化还原反应，C 符合题意；
5
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D．用硫磺漂白织物，反应原理为：S+O2
SO2，再利用SO2的漂白性，涉及氧化还原反应，D 不合题
意；
故答案为：C。
3．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本
草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加
热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
【答案】C
【详解】A．钢是含碳量低的铁合金，故A 正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B 正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C 错误；
D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D 正确；
故选C。
4．（24-25 高三上·全国·专题练习）我国古代地理名著《水经注》中有如下记载：“屈茨二百里有山，夜
则火光，昼则旦烟，人取此山石炭冶此山铁，恒充三十六国用”，下列有关理解正确的是
A．“石炭”是焦炭
B．“山铁”是单质铁
C．“石炭”能用于还原铁矿石
D．“石炭”夜晚燃烧时不冒烟
【答案】C
【详解】A．由题文的内容可知，石炭是直接取于山中的，没有经过化学加工，而焦炭是煤经过加工而成
的，所以石炭不应该为焦炭，故A 项错误;
B．山铁应为炼铁的铁矿石，而不是单质铁，故B 项错误;
C．由原文可知，人们用石炭冶炼山铁，而山铁是铁矿石，所以石炭应有还原性，它可以还原铁矿石，故
C 项正确;
D．由“夜则火光，昼则旦烟”可知，石炭燃烧时有烟生成，只是晚上不能看到烟而已，故D 项错误。
6
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故答案为C。
5．（2024·北京海淀·三模）发展改变生活。下列说法不正确的是
A．T-碳(
)是一种碳的三维结构晶体，其与
互为同位素
B．“天问一号”中
形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属
C．“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温的特性
D．清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料是硅单质
【答案】A
【详解】A．T-碳与
为同种元素组成的不同单质，所以两者互为同素异形体，A 错误；
B．Ti 位于第四周期IVB 族，Ni 位于第四周期VIII 族，两者均属于过渡金属元素，B 正确；
C．钛合金密度小、强度高、耐高温，C 正确；
D．硅单质是计算机芯片的主要成分，D 正确；
答案选A。
6．（2024·吉林·高考真题）下列实验操作或处理方法错误的是
A．点燃
前，先检验其纯度
B．金属K 着火，用湿抹布盖灭
C．温度计中水银洒落地面，用硫粉处理D．苯酚沾到皮肤上，先后用乙醇、水冲洗
【答案】B
【详解】A．H2为易燃气体，在点燃前需验纯，A 正确；
B．金属K 为活泼金属，可以与水发生反应，不能用湿抹布盖灭，B 错误；
C．Hg 有毒且易挥发，温度计打碎后应用硫粉覆盖，使Hg 转化为难挥发的HgS，C 正确；
D．苯酚易溶于乙醇等有机物质中，苯酚沾到皮肤上后应立即用乙醇冲洗，稀释后再用水冲洗，D 正确；
故答案选B。
7．（2024·四川乐山·一模）“矾”是一类金属硫酸盐的结晶水合物，在生活和生产中有着重要应用，下列
有关“矾”的说法正确的是
A．蓝矾(CuSO4·5H2O)是一种纯净物，可用于检验酒精中是否含有水
B．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用于净水，其水溶液显中性
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C．铁铵矾[NH4 Fe(SO4)2·12H2O]是一种媒染剂，其中Fe 的化合价为+3 价
D．皓矾(ZnSO4·7H2O)常用作医学收敛剂，铁单质与其溶液反应能置换出Zn
【答案】C
【详解】A．无水硫酸铜遇水变蓝，可用于检验酒精中是否含有水，而蓝矾(CuSO4·5H2O)不能，故A 错
误；
B．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中电离出的铝离子很容易水解生成氢氧化铝胶体，水溶液显酸性，故B 错
误；
C．铁铵矾[NH4 Fe(SO4)2·12H2O]中，铵根显+1 价，硫酸根显-2 价，故铁元素显 +3 价，故C 正确；
D．铁单质金属活动性顺序排在Zn 之后，不能皓矾溶液反应能置换出Zn，故D 错误；
故答案选C。
8．（2024·安徽铜陵·二模）工业上，下列各组金属的冶炼方法相同的是
A．Fe 和Al
B．Au 和Cu
C．Na 和Al
D．K 和Fe
【答案】C
【详解】A．Fe 采用热还原法，Al 采用熔融电解法，故A 不符合题意；
B．Au 采用物理方法富集法，Cu 采用热还原法，故B 不符合题意；
C．Na、Al 都采用熔融电解法，故C 符合题意；
D．K 采用熔融电解法，Fe 采用热还原法，故D 不符合题意。
综上所述，答案为C。
9．（24-25 高三上·湖南长沙·阶段练习）工业上制备下列物质的生产流程合理的是
A．由铝土矿冶炼铝：铝土矿
B．由
制漂白粉：饱和食盐水
漂白粉
C．工业合成硝酸：
D．由石英砂制纯硅：石英砂
粗硅
纯硅
【答案】D
【详解】A．氯化铝不是离子化合物，所以不能通过电解熔融氯化铝来制备铝单质，A 错误；
8
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B．氯气与氢氧化钠溶液可制备漂白液，而不是漂白粉，与石灰乳可制备漂白粉，B 错误；
C．工业上制备硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，即利用氮气与氢气合成氨气，氨气经过催化
氧化生成NO，NO 与氧气化合生成NO2，NO2与水发生反应硝酸和NO，C 错误；
D．石英砂与焦炭在高温条件下反应生成粗硅与CO，粗硅与HCl 在加热条件下反应生成SiHCl3和H2，
SiHCl3再与氢气高温条件下制纯硅和HCl，D 正确；
故选D。
10．（24-25 高三上·全国·专题练习）下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是
选项
金属
存在形式
冶炼方法
A
金
游离态
金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离
B
银
化合态
银的金属性弱，用加热Ag2O 的方法冶炼
C
铁
化合态
用焦炭和空气反应产生的CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D
钠
化合态
钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl 溶
液的方法冶炼
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．金的活泼性很弱，在自然界中以游离态存在，根据密度的不同，可以采用水洗法分离得到金
单质， A 正确；
B．常温下，银易和其它物质反应生成化合物，所以在自然界中以化合态存在，银的金属性弱，可用加热
Ag2O 的方法冶炼，B 正确；
C．铁在自然界中以化合态存在，铝的金属性大于铁，铝和铁的氧化物能发生置换反应，所以可以铝热法
炼铁，C 正确；
D．钠的性质很活泼，极易和氧气反应，所以在自然界中以化合态存在，一般还原剂很难将其还原出来，
所以用电解熔融NaCl 的方法冶炼，D 错误；
故选D。
11．（2024·贵州贵阳·二模）2024 年新春，万米载人潜水器“奋斗者”号全面升级，“中国深度”再次刷
新。下列关于“奋斗者”号的说法中正确的是
A．实验舱使用的导热石墨烯属于新型无机非金属材料
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B．载人舱壳所用新型钛合金材料中钛元素属于ⅣA 族元素
C．动力舱配置锂离子电池作为动力电池工作时，锂离子移向负极
D．浮力材料中的空心玻璃微球主要成分是
，与金刚砂的组成相同
【答案】A
【详解】A．实验舱使用的导热石墨烯属于新型无机非金属材料，A 正确；
B．载人舱壳所用新型钛合金材料中钛元素属于ⅣB 族元素，B 错误；
C．动力舱配置锂离子电池作为动力电池工作时，锂离子是阳离子移向正极，C 错误；
D．浮力材料中的空心玻璃微球主要成分是
，金刚砂是碳化硅，组成不相同，D 错误；
故选A。
12．（2024·山东潍坊·二模）三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧
化。实验室可利用下面装置模拟制取三氯化铬（
、
为气流控制开关）。
原理：
已知：
气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。下列说法正确的是
A．实验装置合理的连接顺序为a→b→c→h→i→d→e→f
B．装置D 中反应的离子方程式为
C．从安全的角度考虑，整套装置的不足是升华的三氯化铬易凝华，堵塞导管
D．实验开始和结束都通一段时间
，且目的相同
【答案】C
【详解】A．根据分析，装置的排序是AECBD。首先用干燥的N2排除装置空气，则反应前C 装置内应该
充满N2，要收集的气体为COCl2，其密度大于N2，所以COCl2从d 进入，因此，实验装置合理的连接顺序
10
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为ahidebcfg，A 错误；
B．根据元素分析，COCl2水解生成的两种酸性气体是HCl 和CO2，COCl2和NaOH 溶液反应的离子方程
式应该为COCl2+4OH-=
+2H2O+2Cl-，B 错误；
C．三氯化铬容易受热升华，温度降低后容易在导管内凝华，从而堵塞导管，C 正确；
D．反应前先通入氮气，排除空气的干扰，而反应结束后还需要持续通入N2一段时间，从而将COCl2完全
排入装置D 被充分吸收，并使CrCl3在氮气氛围中冷却在装置C 收集，即前后两次的作用不相同，D 错
误；
故答案为：C。
13．（2024·辽宁朝阳·二模）钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl4为无色液体，极易水
解；Ti3+的还原性强于Fe2+)
下列说法正确的是
A．钛铁矿( FeTiO3)中Ti 的化合价是+3
B．氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7Cl2
2FeCl3+6CO+ 2TiCl4
C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气
D．制取金属钛时可以用Na 与TiCl4溶液反应
【答案】B
【详解】A．Ti3+的还原性强于Fe2+，则Fe3+能将Ti3+氧化为Ti4+，所以钛铁矿( FeTiO3)中Ti 的化合价是+4
价，A 不正确；
B．氯化过程中，Cl2将C 氧化为CO，Fe2+氧化为Fe3+，则发生反应2FeTiO3+6C+7Cl2
2FeCl3+6CO+
2TiCl4，B 正确；
C．镁是活泼的金属元素，能与氮气反应生成氮化镁，则镁与TiCl4置换时不能用氮气做保护气，C 不正
确；
D．Na 能与水反应，则制取金属钛时可以用Na 与TiCl4的熔融液反应，不能使用TiCl4的水溶液，D 不正
确；
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故选B。
14．（2024·全国·模拟预测）草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。18.3g 草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)
在隔绝空气受热时的质量变化曲线如图所示，240℃及以上所得固体均为钴氧化物(其中Co 的化合价为+2
或+3)。下列说法正确的是
A．到A 点时草酸钴晶体失去2 个H2O
B．C 点剩余固体的化学成分为Co3O4
C．若B 点时通入氧气，则会发生反应3CoC2O4+2O2
Co3O4+6CO2
D．C 点到D 点发生反应的化学方程式为CoCO3
CoO+CO2↑
【答案】C
【详解】A．若
失去2 个
，则固体质量保留百分数为
，对应的
点为B 点，A 项错误；
B．若C 点生成
，根据钴元素守恒，得到关系式
，则固体质量保留百分数为
，假设不成立，B 项错误；
C．B 点剩余固体为
，通入氧气，则会发生反应
，C 项正确；
D．
，推测C 点为
，
高温分解生成
，固体质量保留百
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分数为
，D 项错误；
故选C。
15．（24-25 高三上·广东·阶段练习）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．镁可以和
反应，可用于制造信号弹和焰火
B．纳米
能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．石墨的熔点很高，可用作干电池电极材料
D．无水
呈蓝色，吸水后为粉红色[
]，可用于制造变色硅胶(干燥剂)
【答案】D
【详解】A．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火，与镁能和二氧化碳反应没有关
系，A 错误；
B．纳米
可用作铁磁性材料是因为其有磁性，与四氧化三铁能与酸反应没有关系，B 错误；
C．石墨可用作干电池电极材料是因其可以导电且常温下性质不活泼，与熔点很高无关，C 错误；
D．无水
呈蓝色，吸水后为粉红色
，因此可用于制造变色硅胶(干燥剂)，D 正确；
故选D。
16．（24-25 高三上·山东烟台·阶段练习）
可用于制备铬颜料及铬盐，工厂采用如下工艺制备
，已知焙烧后Cr 元素以+6 价形式存在；在溶液中Cr(Ⅵ)存在如下平衡：
。下列说法正确的是
A．“焙烧”若在实验室中进行，可以选择陶瓷坩埚作反应容器
B．滤渣的主要成分为
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C．滤液①中Cr 元素的主要存在形式为
D．滤液②的主要成分为
【答案】B
【详解】A．陶瓷坩埚成分为SiO2，高温下能与碳酸钠反应，因此“焙烧”不可以选择陶瓷坩埚作反应容
器，故A 错误；
B．矿渣主要成分为FeO、Cr2O3，加入纯碱、空气焙烧，4FeO+O2
2Fe2O3，水浸之后除去生成的氧化
铁，滤渣的主要成分为Fe2O3，故B 正确；
C．已知焙烧后Cr 元素以+6 价形式存在，发生反应：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2，即滤液①
中Cr 元素的主要存在形式为
，故C 错误；
D．Na2S2O3与Na2CrO4发生氧化还原反应生成Cr(OH)3，硫元素化合价升高，被氧化为硫酸根，加入浓氨
水调节pH，滤液②的主要成分为Na2SO4，故D 错误；
故选：B。
17．（2024·浙江衢州·模拟预测）工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如图：
下列说法不正确的是（ ）
A．石灰石、纯碱、石英都属于盐，都能与盐酸反应
B．用铝土矿制备较高纯度Al 的过程中常用到NaOH 溶液、CO2、冰晶石等
C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1
D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO 均是还原产物
【答案】A
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【详解】A．石灰石的主要成分是碳酸钙、石灰石是混合物，不属于盐，纯碱是碳酸钠，属于盐，石灰石
和纯碱都能与盐酸反应，石英主要成分是二氧化硅不属于盐，是氧化物，不能与盐酸反应；故A 错误；
B．由铝土矿制备较高纯度A1，可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，过滤后通入二氧化碳生成
氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解氧化铝可生成铝，电解时为降低熔点，可加入冰晶石，故B 正
确；
C．制粗硅的反应SiO2+2C
Si+2CO↑，反应中二氧化硅为氧化剂，氧化剂反应中被还原，C 为还原剂，
反应中易被氧化，则被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1，故C 正确；
D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO，Cu、O 元素化合价降低，则Cu2S、FeO 均是还原产物，
故D 正确；
答案选A。
18．（2024·安徽安庆·模拟预测）软磁材料
可由阳极渣和黄铁矿
制得。阳极渣的主要成分为
且含有少量Pb、Fe、Cu 等元素的化合物。制备流程如下。
25℃时，
。下列说法错误的是
A．X 可为稀硫酸
B．滤渣2 成分是
和
C．“酸浸”时
中的铁元素转化为
，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
D．利用
替代CaO 可优化该流程
【答案】B
【详解】A．MnO2具有较强氧化性，
具有较强还原性，据流程图可知，后续操作得到MnSO4，所以
X 可为稀硫酸，故A 正确；
B．滤液中加CaO 调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，由于CaSO4微溶，所以滤渣2
的成分是
、CaSO4和Fe(OH)3，故B 错误；
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C．“酸浸”时
中的铁元素转化为
，MnO2被还原为MnSO4，反应的离子方程式为
，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，
故C 正确；
D．利用
替代CaO 可避免引入杂质Ca2+，即可优化该流程，故D 正确；
故答案为：B。
19．（2024·浙江·模拟预测）下列说法不正确的是
A．工业上可采用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜
B．工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和一氧化碳
C．单质碳有还原性，在高炉炼铁中直接将氧化铁还原成铁
D．工业上生产玻璃、水泥和炼铁均需要用石灰石为原料
【答案】C
【详解】A．工业上冶炼铜时是用CuFeS2与O2在高温下发生反应：8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，此时得到的铜为粗铜，A 正确；
B．在工业上用焦炭与SiO2在高温下反应产生Si、CO，反应的化学方程式为：SiO2+2C
Si+2CO↑，用
这种方法还原二氧化硅，可制得粗硅和一氧化碳，B 正确；
C．单质碳具有还原性，在高炉炼铁中，焦炭与O2首先反应产生CO，然后是CO 与Fe2O3反应产生Fe、
CO2，因此在高炉炼铁中焦炭不能直接将氧化铁还原成铁，C 错误；
D．在工业上生产玻璃使用的原料是纯碱、石灰石、二氧化硅；制取水泥需要的原料是石灰石、黏土；炼
铁时要使用石灰石除去脉石SiO2，因此工业上生产玻璃、水泥和炼铁均需要用石灰石为原料，D 正确；
故合理选项是C。
20．（24-25 高三上·浙江·阶段练习）下列说法不正确的是
A．高温下用氢气还原AlCl3可制取金属铝
B．高炉炼铁、生产水泥和制造玻璃都要用到石灰石
C．海水提取粗食盐后的母液，可作为提取镁的原料
D．铜盐能杀死某些细菌，并能抑制藻类生长，常用硫酸铜作游泳池水消毒剂
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【答案】A
【详解】A．铝是活泼的金属，通过电解熔融的氧化铝冶炼金属铝，故A 错误；
B．高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原
料：石英砂、石灰石、纯碱，所以高炉炼铁、生产水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，故B 正确；
C．海水提取粗食盐后的母液中含有镁离子，可作为提取镁的原料，故C 正确；
D．铜离子能使蛋白质变性，可以杀菌消毒，并能抑制藻类生长，常用硫酸铜作游泳池水消毒剂，故D 正
确；
故选A。
21．（2024·河南郑州·模拟预测）草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钻矿[主要成分为
、
、
，含少量的
、
、
、
、
等]为原料制取草酸钴晶体
的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)
位于元素周期表中第 周期第 族。
(2)浸出渣的主要成分是 (填化学式)。“浸取”时
发生反应的化学方程式为
。
(3)“氧化”过程中消耗
的量明显偏高的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)取“调节
”后所得滤液，将
调至9.4，可得到
沉淀，在空气中
煅烧该沉淀得到
的化学方程式为 。
(5)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行。向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂
发生反应
当溶液
处于一定范围内时，测得
萃取率随溶液
的增大而增
大，其原因是 。反萃取时，应加入 。
(6)取
草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到
和
的混合物
，则该混合物中
的
质量为
。
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【答案】
(1)四 Ⅷ
(2)
(3)
(4)
(5)溶液
增大，
减小，萃取反应平衡向正反应方向移动 稀硫酸
(6)12.05
【详解】（1）
与
是同族元素，位于元素周期表的第四周期第VIII 族。
（2）
不与
、稀硫酸反应，故浸出渣的主要成分为
。“浸取”时
和
分别被还
原为
、
，
被氧化为
，浸取液中主要含有
、
、
、
、
和
。
（3）“氧化”时
将
氧化为
，
和
都会促进
自身的分解反应，所以
的总消
耗量会明显高于作为氧化剂的
的用量。
（4）在空气中
煅烧
得到
的化学方程式为
。
（5）对于反应
，溶液
增大，
减小，平衡向正反应方向移动，
萃取率增大。反萃取时，需要增大
使平衡逆向移动，故可加入稀硫酸。
（6）第一步：计算草酸钴晶体的物质的量。
。第二步：计算混合物
的物质的量。设混合物中
的物质的量为
，由钴元素守恒得混合物中
的物质的量为
，混合物的总质量为
，解得
。第三步：计算混合物中
的质量。混合物中
的质量为
。
22．（2024·湖北武汉·模拟预测）V 有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩(一
种主要含Si、Fe、Al、V 元素的矿石)中提取V 的工艺流程如下：
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已知：①“酸浸”时有
生成。②“萃取”时离子萃取率的大小顺序为
。回
答下列问题：
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物，这样做的目的是 。
(2)“滤渣Ⅰ”除掉的主要杂质元素是 (填元素符号)。
(3)H2C2O4作用是将
转化为
，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
(4)“沉钒”时，生成
沉淀，“步骤X”的目的是 ，写出“煅烧”时的化学反应方程式
。
(5)以“沉钒率”(
沉淀中V 的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示，温度高于
80℃时沉钒率下降的原因是 。
【答案】
(1)生成易溶的钠盐，提高钒的浸取率
(2)Si
(3)VO2+的浸取率大于
，转化为VO2+可以提高钒的浸取率 2
+H2C2O4+2H+=2VO2+
+2CO2↑+2H2O
(4)将VO2+氧化为
2NH4VO3
2NH3↑+V2O5+H2O
(5)温度高于80℃时，
的水解程度增大，
浓度减小导致沉钒率下降
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【详解】（1）“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-Na2SO4与钒页岩形成混合物，这样做能将钒转化为可
溶性盐，目的是：生成易溶的钠盐，提高钒的浸取率。
（2）加入酸后，钒对应的盐，铁、铝的氧化物等都易溶于酸，只有硅的化合物不溶，所以“滤渣Ⅰ”除
掉的主要杂质元素是Si。
（3）题干信息显示，VO2+的浸取率大于
，则H2C2O4作用是将
转化为
，所以转化的目的
是：VO2+的浸取率大于
，转化为VO2+可以提高钒的浸取率；发生的离子反应方程式为2
+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O。
（4）“沉钒”时，生成
沉淀，则“步骤X”操作后，VO2+转化为
，所以目的是将VO2+氧化为
，“煅烧”时的化学反应方程式为2NH4VO3
2NH3↑+V2O5+H2O。
（5）从图中可以看出，温度高于80℃时，沉钒率下降，可能是
浓度减小造成的，原因是：温度高于
80℃时，
的水解程度增大，
浓度减小导致沉钒率下降。
【点睛】盐的水解通常为吸热过程，温度升高，水解程度增大。
23．（2024·山东日照·三模）实验室常用金属锌、
（易升华）和醋酸钠制备醋酸亚铬，醋酸亚铬晶体
的化学式为
，难溶于冷水，易溶于酸，易被空气氧化。回答下列问题：
Ⅰ.制备无水
（见图甲）
(1)仪器b 的名称为 。管式炉中有光气（
）生成，其化学方程式为
；光气有剧毒，易水解，b 中生成的盐是 （填化学式）。
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(2)反应管右端有15cm 在管式炉外，其作用是 。
Ⅱ.制备醋酸亚铬（见图乙）
(3)三颈烧瓶中生成
的离子方程式为 ；锌粒的作用 。
(4)实验时用7.93g
（摩尔质量
）固体与0.75L 0.2
醋酸钠溶液充分反应得到
7.99g 干燥纯净的
（摩尔质量
），该实验的产率为 （不考
虑醋酸亚铬晶体的溶解）。
【答案】
(1)抽滤瓶
和NaCl
(2)使
凝华
(3)
还原
，与盐酸反应生成氢气排空气
(4)85%
【详解】（1）仪器b 是抽滤瓶；管式炉中有
生成，则反应管中的化学方程式为：
；光气水解生成CO2和HCl，与b 中NaOH 反应生成的盐是
和NaCl；
（2）
易升华，反应管右端有15cm 在管式炉外，其作用是使
凝华，收集产物；
（3）根据上述分析，三颈烧瓶中生成
的离子方程式为
；Zn 的作用是还原
，与盐酸反应生成氢气排空
气；
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（4）7.93g
的物质的量为
，0.75L 0.2
醋酸钠的物质的量为0.15mol，故
少量，理论上可以生成0.025mol
，质量为0.025mol
=9.4g，故实验
的产率为
。
24．（2024·贵州毕节·三模）某地区原生钴矿，杂质主要含铁、硫、砷、碳等元素及石英。近年我国科技
工作者提出一种用该矿石制备
的新方法，该方法具有回收率高、污染小、成本低等优点。其
工艺流程如下：
已知：①在酸性水溶液中因
具有强氧化性，在水溶液中易转化为
；
②
易溶于水，难溶于乙醇。
回答下列问题：
(1)“磨细”的目的是 。
(2)“焙烧”时加入石灰石，以防止产生的硫、砷氧化物气体污染环境。写出该过程中
与石灰石反应的化
学方程式 。
(3)“酸浸”时，钴的浸出率受酸度、温度的影响，结合生产实际分析图1 和图2，最佳条件是酸度为
%；温度为 ，原因是 。
(4)“焙烧砂”中钴元素主要以
形式存在。
溶于盐酸的离子方程式 。
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(5)“滤渣2”的化学式 ，
(6)“一系列操作”为蒸馏浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。选用酒精作洗涤剂的优点
。
(7)钴的晶胞结构如图，该晶胞中原子个数为 。
【答案】
(1)增大接触面积，加快酸浸速率，提高浸出率
(2)
(3)0.05 20℃ 20℃时钻的浸除率已很高，升高温度浸出率增幅不大，而成本增加
(4)
(5)
(6)除去固体表面的水分，减少
因溶于水而损耗，易于后续干燥。（其他合理答案酌情给分）
(7)6
【详解】（1）磨细可以增大固体与酸液的接触面积，加快酸浸速率，提高浸取率。
（2）焙烧时二氧化硫与碳酸钙、氧气反应生成硫酸钙和二氧化碳，化学方程式为
。
（3）从图中可知，当硫酸浓度为0.05%时钴浸出率已经很高，再增加硫酸浓度，对钴浸出率提升不大，因
此最佳酸度为0.05%。温度为20℃时，钴浸出率也已经很高，再升高温度，钴的浸出率提升也不大，而成
本却增加很多，因此最佳温度为20℃。
（4）从题干可知，Co3+具有强氧化性，在水溶液中易转化为Co2+，故Co2O3能与盐酸反应生成Co2+、氯气
和水，离子方程式为
。
（5）根据分析可知，滤渣2 的化学式为Fe(OH)3。
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（6）从题干信息可知，CoSO4·7H2O 易溶于水难溶于酒精，用酒精做洗涤剂，可利用酒精挥发带走固体表
面的水分，同时减少CoSO4因溶于水而损耗，易于后续干燥。
（7）根据钴的晶胞结构可知，其中原子个数为
=6。
25．（2024·湖北黄冈·模拟预测）工业上采用菱锌矿（主要成分为
，还有含有
、
、
、
和少量不溶于酸的杂质）制取ZnO，工艺流程如下：
已知：
①相关金属离子［
］开始沉淀及完全沉淀时［
］的pH 如下
表：
金属离子
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
8.1
6.9
完全沉淀的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
10.1
8.9
②弱酸性
溶液中能将
氧化生成
。
③氧化性强弱顺序：
。
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程中，为了提高浸出率，可采取的措施是 （写出两条即可）。
(2)“氧化除杂”的目的是 。
(3)“还原除杂”除去的离子是 ；加入的还原剂是 。
(4)利用上述表格数据，计算
的
。如果“调节pH”后的溶液中
的浓度为1.0
，则“调节pH”应控制的pH 范围是 。
(5)“沉锌”生成碱式碳酸锌［
］沉淀，写出加入
溶液沉锌的化学方程式：
。
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【答案】
(1)加热或搅拌或适当提高硫酸的浓度或将矿石粉碎（任写两条）
(2)将
氧化为
除去，并将
氧化为
，便于“调pH”除去
(3)
、
Zn
(4)
2.8~5.7
(5)
【详解】（1）“酸浸”过程中，为了提高浸出率，可采取的措施是加热或搅拌或适当提高硫酸的浓度或
将矿石粉碎等；
（2）“氧化除杂”的目的是将
氧化为
除去，并将
氧化为
，便于“调pH”除去；
（3）根据流程图可知：在还原除杂之前，已经除去了杂质离子
、
，要使还原除杂后溶液中仅含
有金属阳离子
，需除去溶液中的杂质离子
、
；由于离子的氧化性顺序为
，
故加入的还原剂可以是金属Zn；
（4）可利用题目表格中
开始沉淀或沉淀完全时的数据计算
的
，
或
；“调节pH”应使
全部沉淀，而
不沉淀，当溶液中
的浓度为1.0
，
开始沉淀时的
，
，
pH=5.7，则pH 应控制的范围为2.8~5.7；
（5）“沉锌”生成碱式碳酸锌［］沉淀，加入溶液沉锌生成、硫酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式
为。
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