合理利用金属资源知识点题库

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe³^＋、Cu²^＋、Au³^＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

填写下面空白。

（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①、②、③、④、⑤；
（2）写出①处发生反应的离子方程式；
写出③处发生反应的化学方程式；
（3）铁红的化学式为；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红；氧化铜。

化学与生活、社会密切相关．下列说法不正确的是（　　）

A . 为了防止污染环境，废弃的塑料应焚烧处理 B . 误食重金属盐后，应采取的有效应急措施是喝大量的豆浆或牛奶 C . 为防止电池中的重金属元素污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术 D . 利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境

某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物．为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

沉淀物	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Cu（OH）₂
开始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）酸浸后加入H₂O₂的目的是．调pH步骤中加入的试剂最好是　（填化学式）．实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有．

（2）煮沸CuSO₄溶液的原因是．向CuSO₄溶液中加入一定量的NaCl、Na₂SO₃ ，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式　．

（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96.50%为国家合格标准．称取所制备的CuCl样品0.2500g置于一定量的0.5mol•L^﹣¹FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol•L^﹣¹的Ce（SO₄）₂溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO₄）₂溶液24.60mL．有关的化学反应为：Fe³⁺+CuCl=Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^﹣ ， Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺ ．通过计算说明该CuCl样品（填“符合”或“不符合”）国家标准．

（4）25℃时，K_SP[Fe（OH）₃]=4.0×10^﹣³⁸ ． Fe³⁺发生水解反应Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺ ，该反应的平衡常数为．

金属的回收和资源的合理开发和利用

地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属产品、材料．主要途径有：，，；．

NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：CuO、Zn、Fe等杂质）为原料获得．操作步骤如下：

（1）加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu²⁺的离子方程式
（2）除铁方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀．加6%的H₂O₂溶液时，温度不能过高，其原因是：；在上述方法中，氧化剂可用NaClO₃代替，请写出酸性条件下用氯酸钠氧化Fe²⁺的离子方程式为：　
（3）上述流程中滤液Ⅲ的主要溶质的化学式是：、．
（4）操作Ⅰ包括以下过程：过滤，用　（填试剂化学式）溶解，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤获得产品．

皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr（OH）（H₂O）₅SO₄]．

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺ ，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺ ．

②常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe³⁺	Al³⁺	Cu²⁺	Mg²⁺	Cr³⁺
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	﹣﹣﹣
沉淀完全时的pH	3.2	8.0	6.7	11.1	9（＞9溶解）

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是（任写一条）．

（2）调节pH所用X可以选用．

A．NaOH B．Na₂CO₃ C．H₂SO₄ D．HNO₃

（3）加入H₂O₂目的是把Cr（OH）₃沉淀转化为Cr₂O₇²^﹣ ，写出该反应的离子方程式　．针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是．

（4）调滤液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中的　将转化为沉淀．

（5）若滤液甲的pH=a，则溶液中c （Cu²⁺）= 　．（25℃时的K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^﹣²⁰）

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应．

（1）工业上由金红石（含TiO₂大于96%）为原料生产钛的流程如下：
①沸腾氯化炉中发生的主要反应为：．
②已知：Ti（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）△H=a kJ•mol^﹣¹；2Na（s）+Cl₂（g）=2NaCl（s）△H=b kJ•mol^﹣¹；Na（s）=Na（l）△H=c kJ•mol^﹣¹；则：TiCl₄（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）△H=kJ•mol^﹣¹ ．
（2） TiO₂直接电解法生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示，二氧化钛电极连接电源极，该极电极反应为：．但此法会产生有毒气体，为减少对环境的污染，在电池中加入固体氧离子隔膜（氧离子能顺利通过），将两极产物隔开，再将石墨改为金属陶瓷电极，并通入一种无毒的还原性气体，该气体是．
（3）海绵钛可用碘提纯，原理为：，下列说法正确的是．

A . 该反应正反应的△H＞0 B . 在不同温度区域，TiI₄的量保持不变 C . 在提纯过程中，I₂的作用是将粗钛从低温区转移到高温区 D . 在提纯过程中，I₂可循环利用．

某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al₂O₃ ，还含有Fe₂O₃、SiO₂）提取氧化铝．回答下列问题：

（1）在实验中需用1mol•L^﹣¹的NaOH溶液480mL，配制该溶液已有下列仪器：托盘天平（砝码）、胶头滴管、药匙、玻璃棒，还缺少的仪器．在灼烧操作中用到下列仪器中的一种，其名称是
（2）写出步骤①中发生反应的离子方程式．
（3）操作③中的洗涤操作如何进行？
（4）甲同学在实验室中用如图装置制备CO₂气体，并通入滤液B中制备Al（OH）₃时，结果没有产生预期现象．
乙同学分析认为：甲同学通入CO₂的量不足是导致实验失败的原因之一，你认为乙的分析是否合理？．若合理，请用离子方程式解释其原因（若你认为不合理，该空不作答）．
丙同学分析认为：甲同学通入的CO₂中含有HCl气体，也是导致实验失败的原因，在实验中增加某装置可解决这个问题．请帮助丙同学画出该装置图，并注明试剂名称．

某工业废液里含有FeCl₂、CuCl₂和FeCl₃ ．为回收铜并得到纯净的FeCl₃溶液，下面是综合利用的主要流程：

（1） A的化学式为，E的化学式为．
（2） B的化学成分，回收的铜是（填A、B、C、D或E）．
（3）根据图示，反应②的化学方程式为．

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：

（1）绿矾的化学式为．
（2）写出反应①的化学方程式，反应②生成沉淀的离子反应方程式．
（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：．
（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是．
（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO₄ ，则需该硝酸的体积L．

和硅同一主族的锗也是重要的半导体材料，锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO₂、As₂O₃）的工艺如下：

已知：①“碱浸”过程中的反应为：GeO₂＋2NaOH＝Na₂GeO₃＋H₂O、As₂O₃＋2NaOH＝2NaAsO₂＋H₂O

② GeCl₄的熔点为-49.5℃，AsCl₃与GeCl₄的沸点分别为130.2℃、84℃。

（1）砷的原子序数为33，砷在元素周期表中的位置为第周期第族。
（2） “氧化除砷”的过程是将NaAsO₂氧化为Na₃AsO₄ ，其反应的离子方程式为：。
（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点是。
（4） “蒸馏”过程中的反应的化学方程式为：。
（5） “水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因是（答一条即可）。
（6）若1吨二氧化锗粗品（含杂质30%）经提纯得0.745吨的较纯二氧化锗产品，则杂质脱除率为。
（7）和砷同一主族的锑也可以用于半导体中。一种突破传统电池设计理念的镁—锑液态金属二次电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，Cl^－向（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为。

利用工业炼铅产生的锌灰(主要成分为ZnO、PbO、FeO、MnO₂、CuO)可回收制备ZnCl₂ ，工艺流程如下：

回答下列问题

（1） “浸取”实验中，反应体系的温度、反应时间对锰脱除效果的影响如下表，则适合的温度和反应时间分别是、。
表1 温度对锰脱除效果的影响
温度/℃
ρ（Mn²⁺）/mg·L^-1
除锰率/%
10
0.325
87.9
30
0.341
89.5
50
0.424
84.3
70
0.646
76.1

表2 反应时间对锰脱除效果的影响
时间/h
ρ（Mn²⁺）/mg·L^-1
除锰率/%
1.0
0.995
63.1
1.5
0.794
70.6
2.0
0.328
87.9
2.5
0.325
87.9
（2） “滤渣1”的主要成分是。
（3） H₂O₂溶液的作用是，已知“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)₃ ，则氧化锌的作用是。“置换”实验中发生的反应的离子方程式有Zn+Pb²⁺=Ph+Zn²⁺、。
（4）由锌灰制取金属锌可采用碱溶解，然后电解浸取液，已知：ZnO溶于NaOH溶液中生成[Zn(OH)₄]^2- ，则阴极的电极反应为。
（5） ZnCl₂晶体溶解于饱和Na₂CO₃溶液中，得到6.46g的碱式碳酸锌[Zn_x(CO₃)_y(OH)_z ，为了测定其组成，充分加热分解，产生的气体依次通入浓硫酸和碱石灰，质量分别增重了0.72g和0.88g，则该碱式碳酸锌的化学式为。

某同学设计下面流程来探究含铝、铁、铜合金废料的再利用。按要求完成下列问题：

（1）试剂X为，试剂Y为。
（2）反应②的离子反应方程式为。
（3）检验滤液C中是否含有Fe³⁺的操作为。
（4）操作III的名称为，该操作所用的玻璃仪器为。
（5）实验室保存FeSO₄溶液时常加入铁粉，加入铁粉的作用是。

下列关于资源、能源、环保方面的叙述正确的是（）

A . 天然气是较清洁的可再生能源，因此发展前景非常好 B . 地壳中有丰富的金属资源，其中最多的金属元素是铁，也是人类需要最多的金属 C . 空气是重要的自然资源．其中氮氮气约占空气体积的87% D . 使用乙醇汽油能减少污染，节约石油资源

随着人们生活质量的不断提高，对废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因( )

A . 利用电池外壳的金属材料 B . 不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 C . 回收其中的石墨电池 D . 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土地和水源的污染

金属材料是人类社会发展的重要物质基础。下列说法正确的是（）

A . 钛及钛合金是目前使用量最大的金属材料 B . 镁是一种国防金属，电解熔融MgCl₂可得到单质镁 C . 珠港澳大桥为了防腐蚀可以在钢铁中增加含碳量 D . 稀土(钇、钪及镧系)是战略金属，稀土元素均位于ⅡA族

地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。

（1）金属冶炼的实质是金属离子被(填“氧化”或“还原”)生成金属单质。
（2）铜在自然界存在于多种矿石中，如：

矿石名称

黄铜矿

辉铜矿

孔雀石

主要成分

CuFeS₂

Cu₂S

Cu₂(OH)₂ CO₃

请回答下列问题：

① 上表所列铜化合物中，推断铜的质量百分含量最高的是。

② CuFeS₂其中 Cu 为+1 价、Fe 为+3 价，高温焙烧时发生的反应是CuFeS₂+ O₂ $\text{[math]}$ SO₂ +FeS +Cu，焙烧过程中被还原的元素有。

③ 工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜，火法炼铜的反应为：Cu₂S+O₂ $\text{[math]}$ 2Cu+SO₂ ，该反应中氧化剂是。

④ Cu₂(OH)₂ CO₃ 与稀硫酸反应的离子方程式为。

我国“天问一号”探测器使用了大量新材料，其中属于金属材料的是（）

A . 探测器结构材料——镁铝合金 B . 深空太阳能电池材料——砷化镓 C . 隔热组件材料——二氧化硅纳米气凝胶 D . 柔性可伸缩材料——形状记忆聚合物

下列有关金属材料说法不正确的是（）

A . 合金的硬度比其成分金属大，是因为纯金属内加入其他元素原子后原子层之间的相对滑动变得困难 B . 铝制餐具耐腐蚀性较好，可以用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 C . 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量比钢高 D . 实用储氢合金能够吸收大量氢气后形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解，释放氢气

下列物品所涉及的合金材料属于新型合金的是（）

A	B	C	D

用生铁铸造的下水井盖	用不锈钢制造的地铁列车车体	用硬铝制造的飞机外壳	用储氢合金装配的以H₂为燃料的汽车

A . A B . B C . C D . D

温度/℃	ρ（Mn²⁺）/mg·L^-1	除锰率/%
10	0.325	87.9
30	0.341	89.5
50	0.424	84.3
70	0.646	76.1

时间/h	ρ（Mn²⁺）/mg·L^-1	除锰率/%
1.0	0.995	63.1
1.5	0.794	70.6
2.0	0.328	87.9
2.5	0.325	87.9

矿石名称	黄铜矿	辉铜矿	孔雀石
主要成分	CuFeS₂	Cu₂S	Cu₂(OH)₂ CO₃

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