2023届高三化学二轮复习 高考易错题专项练习08金属材料（答案）考试试卷

2023年高考易错题专项练习08金属材料
一、单选题，共13小题
1．（2023·全国·高三专题练习）北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是
A．冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料
B．火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
C．冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
D．短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料
2．（2022·全国·高三专题练习）下列说法错误的是
A．纯铁比生铁易生锈 B．臭氧可用于自来水消毒
C．酚醛树脂可用作绝缘、隔热材料 D．高纯硅可用于制芯片
3．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）近年我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。对下列成就所涉及的化学知识的判断错误的是
A．北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟，铷(Rb)是金属元素
B．奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料
C．长征五号B遥二火箭把天和核心舱送入太空，火箭动力源于氧化还原反应
D．天问一号探测器着陆火星过程中使用了芳纶制作的降落伞，芳纶是高分子材料
4．（2022·全国·高三专题练习）北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。下列说法错误的是
A．飞船逃逸系统复合材料中的酚醛树脂由加聚反应获得
B．飞船返回舱表面的耐高温陶瓷材料，属于新型无机非金属材料
C．空间站舷你使用的耐辐射石英玻璃的主要成分为SiO2
D．运载火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料
5．（2023秋·广东揭阳·高一统考期末）劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 可与酸反应
B 环保工程师用熟石灰处理酸性废水 熟石灰具有碱性
C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与高温下会反应
D 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜
A．A B．B C．C D．D
6．（2022·全国·高三专题练习）“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
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
7．（2023·全国·高三专题练习）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有和
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
8．（2022·福建·高三统考专题练习）用铬铁合金(含少量单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸出”产生的气体含有 B．“除杂”的目的是除去元素
C．流程中未产生六价铬化合物 D．“滤渣2”的主要成分是
9．（2023·福建·校联考一模）检验的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A．反应①中被还原
B．乙醚与中的铬元素形成共价键，有利于蓝色现象的观察
C．反应②为：
D．反应③中溶液的越小，反应速率越慢
10．（2023·河北邢台·统考模拟预测）钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是
A．工业上，一般选择电解熔融制备金属
B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为
C．“真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去
D．“电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂
11．（2023·全国·高三专题练习）锗在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、化学催化剂、生物医学等领域有广泛而重要的应用。一种从二氧化锗粗品(主要含、)中制备锗的工艺流程如下：
已知：i.与的性质相似；
ii.易水解，的沸点为86.6℃；
iii.，与盐酸反应生成有毒的。
下列说法正确的是
A．“蒸馏”时改用1盐酸可节省原料，同时不影响产率
B．工业上对高纯和的混合物进行电解制备硅锗合金，则产品在阳极区生成
C．“水解”反应的化学方程式为
D．若“氧化”的目的是将氧化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
12．（2023·全国·高三专题练习）与氮同主族，在中性及碱性环境下常以的形式存在，铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)为原料，采用湿法冶金工艺制备精铋的工艺流程如图所示，下列说法错误的是
A．“浸出”产生S的主要离子反应为
B．“浸出”时盐酸可以还原杂质
C．“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”中均有氧化还原反应发生
D．“再生液”不能加入“浸出”操作中循环利用
13．（2023·全国·高三专题练习）下列有关金属及其化合物的说法不合理的是
A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
二、实验题，共3小题
14．（2022·全国·高三专题练习）某小组探究Cu与HNO3反应，发现有趣的现象。室温下，溶液A遇铜片立即产生气泡，而相同条件下3mol L-1稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。
(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式：______。
(2)分析溶液A的成分后，同学们探究溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。
①假设1：______对该反应有催化作用。
实验验证：向B中加入少量硝酸铜，溶液呈浅蓝色，放入铜片，没有明显变化。
结论：假设1不成立。
②假设2：NO2对该反应有催化作用。
方案1：向放有铜片的B中通入少量NO2，铜片表面立即产生气泡，反应持续进行。有同学认为应补充对比实验：向放有铜片的B中加入数滴5mol L-1硝酸，无明显变化。补充该实验的目的是______。
方案2：向A中鼓入N2数分钟得溶液C。相同条件下，铜片与A、B、C溶液的反应速率：v(A)＞v(C)＞v(B)。该实验能够证明假设2成立的理由是______。
③经检验，A溶液中还含有少量HNO2。实验证明HNO2也对该反应有催化作用，操作和现象是：向含有铜片的B溶液中______。
结论：NO2和HNO2对铜与硝酸的反应都有催化作用。
(3)请推测Cu与稀硝酸反应中NO2和HNO2参与的可能催化过程：
①Cu+2NO2+2H+=Cu2++2HNO2
②______。
③______。
15．（2022·江苏·高三统考专题练习）氯化钴(CoCl2)可用于分析试剂、氨吸收剂等，易潮解，熔点为724 ℃。化学小组在实验室中对CoCl2进行如下探究。回答下列问题：
(1)已知：Co与Fe同族，可以说明Co2+的还原性弱于Fe2+的离子方程式为_______。
(2)CoCl2的制备
①仪器a的名称为_______，其中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
②试剂X适合选用_______，其作用为_______。
③上述装置的不足之处为_______，改进措施为_______。
(3)测定产品纯度
用改进后的装置进行实验，实验后准确称取m g产品溶于水配成溶液；滴加Na2CrO4溶液作为指示剂(Ag2CrO4为红色沉淀)，用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定(杂质不参加反应)；达到滴定终点时消耗标准液的体积为V mL。
①达到滴定终点的现象为_______。
②产品中CoCl2的质量分数为_______。
16．（2022·全国·高三专题练习）铝在材料、冶炼金属等方面用途非常广泛。回答下列问题：
(1)真空碳热还原Al2O3制铝是目前正在开发的一种方法。
①该法制铝时会产生一种可燃性气体，发生的总反应的化学方程式为__________。
②反应机理表明，碳化铝是冶炼过程中的一种中间产物，碳化铝与水反应生成Al(OH)3和一种含氢量最高的烃，碳化铝的化学式为__________。
(2)用如图所示的装置进行铝粉和Fe2O3的铝热反应实验。

①纸质漏斗中发生的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，________(填“能”或“不能”)确认其为纯铁，说明理由：_________。
(3)某溶液中只含有H+、Na+、、Ba2+、Al3+、Ag+、Cl-、、OH-、、、中某几种，该溶液中各离子的物质的量浓度均相同。取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色，再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色。
①溶液中一定存在的阳离子为_______(填离子符号，下同)，一定存在的阴离子为_______。
②加入铝片时反应的离子方程式为_________。
三、解答题，共2小题
17．（2023·河北·高三专题练习）利用铝锂钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)制备CoO的工艺流程如下图所示：
已知：I.表1不同浸出剂“酸溶”结果
浸出剂 浸出液化学成分/(g·L-1) 钴浸出率/%
Co Al
(a)HCl 80.84 5.68 98.4
(b)H2SO4+Na2S2O3 84.91 5.96 98.0
II、Al(OH)3在pH为5.2沉淀完全。
III、LiF的Ksp为1.8×10-3
请回答下列问题：
(1)“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是_______(写一种即可)，并写出主要的离子反应方程式_______；
(2)“酸溶”时最佳的浸出剂应选择_______，并说明理由_______。
(3)“酸溶”后，滤液②中加入Na2CO3溶液调节pH为4～6目的是_______。
(4)“净化”时加NaF目的是沉淀Li+，当滤液③中c(F-)=4.0×10-3mol·L-1时计算净化后残余c(Li+)=_______mol·L-1
(5)写出滤渣②酸溶后与草酸铵反应的离子反应方程式_______。
18．（2023·全国·高三专题练习）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
物质
沸点/ 136 127 57 180
回答下列问题：
(1)已知，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若，则该反应可以自发进行。根据下图判断：时，下列反应不能自发进行的是_______。
A． B．
C． D．
(2)与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
分压
①该温度下，与C、反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中的含量升高，原因是_______。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含、杂质的方法是_______。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。A．高炉炼铁 B．电解熔融氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．氧化汞分解制汞
试卷第1页，共3页
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（北京）股份有限公司
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参考答案：
1．B
【详解】A．花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料，A正确；
B．碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，B错误；
C．金属奖牌属于合金材料，C正确；
D．聚乙烯属于有机高分子材料，D正确；
故答案选B。
2．A
【详解】A．由于生铁发生电化学腐蚀，而纯铁只能发生化学腐蚀，故生铁比纯铁易生锈，A错误；
B．臭氧具有强氧化性，能使蛋白质发生变性，可用于自来水消毒，B正确；
C．酚醛树脂具有空间立体网状结构，具有热固体，绝缘性，故可用作绝缘、隔热材料，C正确；
D．高纯硅是良好的半导体材料，可用于制芯片，D正确；
故答案为：A。
3．B
【详解】A．铷位于周期表第六周期第ⅠA族，属于碱金属，属于铷(Rb)是金属元素，故A正确；
B．钛合金为合金，属于金属材料，故B错误；
C．火箭动力源于火箭燃料的燃烧，属于氧化还原反应，故C正确；
D．芳纶属于合成纤维，是高分子材料，故D正确；
故选B。
4．A
【分析】根据反应特点判断反应类型，根据材料的成分判断类别，根据产物判断是否有污染；
【详解】A．酚醛树脂由苯酚和甲醛通过缩聚反应获得，故A不正确；
B．耐高温陶瓷材料主要含有硅元素，属于新型无机非金属材料，故B正确；
C．石英玻璃的主要成分为SiO2，故C正确；
D．液氢燃料燃烧产物是水，故属于清洁燃料，故D正确；
故选答案A；
【点睛】此题考查有机反应类型及材料成分与类别；
5．A
【详解】A．小苏打是碳酸氢钠，不是碳酸钠，主要用来做膨松剂，故A符合题意；
B．熟石灰是氢氧化钙，具有碱性，可以用于处理酸性废水，故B不符合题意；
C．熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，故C不符合题意；
D．钢板上镀铝，保护钢板，金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀，，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
6．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。
7．C
【分析】烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应，过滤得到和含有的滤液。
【详解】A．陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与烟气中的HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；
B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；
C．由上述分析可知，合成槽内发生反应，产物是和，故C错误；
D．由上述分析可知，滤液的主要成分为，可进入吸收塔循环利用，故D正确；
答案选C。
8．D
【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含加入Na2S分离出滤渣1含CoS和NiS，不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬，以此来解答。
【详解】A．四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A正确；
B．共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铬，则“除杂"的目的是除去Ni、Co元素，B正确；
C．由上述分析可知，流程中未产生六价铬化合物，C正确；
D．“滤渣2”的主要成分是FeC2O4，D错误；
故本题选D。
9．B
【详解】A．反应①、CrO5中Cr元素化合价均为+6，此反应不是氧化还原反应，A错误；
B．由题中信息乙醚与中的铬元素形成共价键，蓝色可稳定几分钟，有利于蓝色现象的观察，B正确；
C．由信息反应②为：，C错误；
D．反应③+8H++3H2O2=3O2↑+2Cr3++7H2O，中溶液的越小，H+浓度越大，反应速率越快，D错误；
故答案选B。
10．D
【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，则a为氯气，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。
【详解】A．由于的熔点高，电解制备金属能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确；
B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确；
C．真空蒸馏时，需要将金属、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质和的沸点，C项正确；
D．工业生产中，阳极上发生反应为：，可用作其他联产过程的氧化剂，D项错误；
答案选D。
11．C
【分析】粗品(主要含、)中加入NaOH溶液，生成Na2GeO3和；加入NaClO3溶液，将氧化为；因为GeCl4易水解，GeCl4的沸点为86.6℃，加入7盐酸抑制的水解，对溶液进行蒸馏得到GeCl4，再加入高纯水进行水解，生成，烘干得到高纯的GeO2，加入H2，在650℃下将GeO2还原为Ge。
【详解】A．易水解，“蒸馏”时加入7盐酸的目的是抑制的水解，若换成1盐酸，则抑制水解的效果不好，会导致产率降低，A错误；
B．工业上对高纯和的混合物进行电解制备硅锗合金，和的化合价均降低，发生还原反应，因此产品在阴极区生成，B错误；
C．易水解，由题图可知“水解”生成，则“水解”时发生反应的化学方程式为，C正确；
D．“氧化”时将氧化为，则发生反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，D错误；
故答案为C。
12．D
【分析】辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)中加盐酸和足量的FeCl3溶液“浸出”，发生反应、，“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，过滤分离后得粗铋，经电解精炼得精铋，“再生”过程中将氧化为得到“再生液”， 可加入“浸出”操作中循环利用，据此分析解答。
【详解】A．“浸出”时将-2价的S氧化为硫单质，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可以得到离子方程式为，A正确；
B．盐酸可以提供和，酸性环境中可以将氧化为，自身被还原为，B正确；
C．根据以上分析可知“浸出”过程中2个反应均为氧化还原反应；“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，发生的反应均是氧化还原反应；“再生”过程中将氧化为，发生氧化还原反应，由粗铋“电解精炼”制精铋的反应也是氧化还原反应，C正确；
D．根据C项分析可知，“再生液”为氯化铁溶液，可以加入“浸出”操作中循环利用，D错误；
故选D。
13．C
【详解】A．2FeCl2+Cl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，则将废铁屑加入FeCl2溶液中，可除去工业废气中的Cl2，A合理；
B．铝和锂的密度都较小，且铝具有抗腐蚀能力，所以铝合金具有密度低、强度高等优点，可应用于航空航天等工业，B合理；
C．盐碱地里加入熟石灰，发生反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，C不合理；
D．无水氯化钴呈蓝色，水合氯化钴呈粉红色，根据氯化钴固体的颜色，可判断硅胶是否能吸水，D合理；
故选C。
14．(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2) Cu2+ 排除通NO2带来的硝酸浓度增大的影响 鼓入N2可以带走溶液中的NO2，因此三份溶液中NO2的浓度A＞C＞B，反应速率随NO2浓度降低而减慢，说明NO2对该反应有催化作用 加入少量的NaNO2，B中铜片上立即生成气泡，反应持续进行
(3) NO+HNO2+H+=2NO2+H2O 2HNO2=NO+NO2+H2O(或Cu+2HNO2+2H+=Cu2++2NO+2H2O等)
【分析】该实验的实验目的为探究催化剂对铜与硝酸反应的影响，由实验探究得到二氧化氮和亚硝酸对铜与硝酸的反应都有催化作用的实验结论。
【详解】（1）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
（2）①由实验设计和实验结论可知，假设1为铜离子对铜与硝酸的反应有催化作用，故答案为：Cu2+；
②由假设2可知，方案1设计的目的是通过向含有铜片的B溶液中通入二氧化氮，反应速率明显加快，而含有铜片的B溶液中滴入稀硝酸，反应无明显变化证明二氧化氮与水反应生成生成硝酸，硝酸浓度增大对铜与硝酸的反应速率加快无影响；方案2设计的目的是通过向含有铜片的A溶液中通入氮气排出溶液中的二氧化氮，降低溶液中二氧化氮的浓度得到溶液中二氧化氮浓度大的A、二氧化氮浓度小的C和没有二氧化氮的B三组对比实验，由反应速率v(A)＞v(C)＞v(B)证明二氧化氮的浓度越大，对铜与硝酸的反应催化效果越好，从而说明二氧化氮对铜与硝酸的反应有催化作用，故答案为：排除通NO2带来的硝酸浓度增大的影响；鼓入N2可以带走溶液中的NO2，因此三份溶液中NO2的浓度A＞C＞B，反应速率随NO2浓度降低而减慢，说明NO2对该反应有催化作用；
③由实验目的可知，向含有铜片的B溶液中加入亚硝酸钠后，亚硝酸钠与溶液中的硝酸反应生成亚硝酸，亚硝酸浓度增大，若铜片上立即生成气泡，反应持续进行证明亚硝酸对铜与硝酸的反应有催化作用，故答案为：加入少量的NaNO2，B中铜片上立即生成气泡，反应持续进行；
（3）由铜与稀硝酸反应的方程式和反应①可知，若二氧化氮和亚硝酸参与反应，反应②和③中硝酸和亚硝酸应是反应的反应物，一氧化氮和二氧化氮是反应的生成物，则反应②可能为硝酸与亚硝酸反应生成二氧化氮和水，反应③可能为亚硝酸分解生成一氧化氮、二氧化氮和水或铜与硝酸、亚硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为NO+HNO2+H+=2NO2+H2O、2HNO2=NO+NO2+H2O(或Cu+2HNO2+2H+=Cu2++2NO+2H2O等)，故答案为：NO+HNO2+H+=2NO2+H2O；2HNO2=NO+NO2+H2O(或Cu+2HNO2+2H+=Cu2++2NO+2H2O等)。
15．(1)Co3++Fe2+=Co2++Fe3+
(2) 蒸馏烧瓶 1:2 浓硫酸 干燥Cl2 装置D中的水蒸气会进入装置C的反应管中，导致CoCl2潮解 在装置C、D之间加干燥装置
(3) 滴入最后一滴标准液后，生成红色沉淀，且半分钟内沉淀不溶解 ×100%
【分析】A中生成氯气，通过B浓硫酸干燥后进入C，C中反应生成氯化钴，尾气用碱液吸收处理。
【详解】（1）还原剂还原性大于还原产物的还原性，反应Co3++Fe2+=Co2++Fe3+说明Co2+的还原性弱于Fe2+；
（2）①仪器a的名称为圆底烧瓶，其中发生反应，4分子HCl中有2分子HCl发生氧化反应生成氯气，故反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。
②氯化钴(CoCl2)可用于分析试剂、氨吸收剂等，易潮解；故制取氯化钴实验中不能存在水，则试剂X适合选用浓硫酸，目的是干燥氯气。
③上述装置的不足之处为装置D中的水蒸气会进入装置C的反应管中，导致CoCl2潮解，改进措施为在装置C、D之间加浓硫酸干燥干燥装置；
（3）①Na2CrO4溶液作为指示剂会和银离子生成Ag2CrO4红色沉淀，故达到滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液后，生成红色沉淀，且半分钟内沉淀不溶解。
②CoCl2~2AgNO3，用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定(杂质不参加反应)；达到滴定终点时消耗标准液的体积为V mL，则CoCl2的物质的量为c mol·L-1×V ×10-3L=，产品中CoCl2的质量分数为=×100%。
16． Al2O3+3C2Al+3CO Al4C3 放热 不能 四氧化三铁也能被磁铁吸引 H+ 、Al3+ 、Cl-、 Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O
【分析】(1) ①由元素守恒可知该法制铝时会产生一种可燃性气体为CO，然后进行配平即可写出反应方程式；
②根据含氢量最高的烃为CH4，即碳化铝与水反应生成Al(OH)3和CH4，结合元素守恒即可写出该化学式；
(2) ①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，铝热反应属于放热反应；
②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质；
(3)根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+，故没有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有Al3+，没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有，故初步确定含有的离子为：H+ 、Al3+、，又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为4，而阴离子所带的负电荷为1，说明溶液中还含有Cl-和，故无Na+、、Ba2+，故一定存在的离子为：H+ 、Al3+、、Cl-、，据此解题。
【详解】(1)真空碳热还原Al2O3制铝是目前正在开发的一种方法。
①由元素守恒可知，该法制铝时会产生的一种可燃性气体为CO，故发生的总反应的化学方程式为Al2O3+3C2Al+3CO，故答案为：Al2O3+3C2Al+3CO；
②碳化铝与水反应生成Al(OH)3和一种含氢量最高的烃即CH4，故一个Al结合3个OH-，一个碳结合4个H，根据最小公倍数可知碳化铝的化学式为Al4C3，故答案为：Al4C3；
(2)
①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，反应中放出大量的热，故为放热反应，故答案为：放热；
②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质，实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，故不能确认其为纯铁，说明理由：四氧化三铁也能被磁铁吸引，故答案为：不能；四氧化三铁也能被磁铁吸引；
(3) 根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+，故没有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有Al3+，没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有，故初步确定含有的离子为：H+ 、Al3+、，又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为4，而阴离子所带的负电荷为1，说明溶液中还含有Cl-和，故无Na+、、Ba2+，故一定存在的离子为：H+ 、Al3+、、Cl-、，据此解题。
①由分析可知：溶液中一定存在的阳离子为H+ 、Al3+，一定存在的阴离子为、Cl-、，故答案为：H+ 、Al3+；、Cl-、；
②由分析可知：溶液中含有H+ 和组成稀硝酸，加入铝片时反应为：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，故其离子方程式为Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O，故答案为：Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O。
17．(1) 搅拌 2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(2) H2SO4+Na2S2O3 两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，直接排放会污染空气，不符合绿色化学思想
(3)除去滤液②中残留的Al3+
(4)0.45
(5)Co2++C2O+2H2O=CoC2O4·2H2O↓
【分析】废料用碱液溶解，过滤得到滤液①偏铝酸钠溶液和钴渣；用硫酸溶解钴渣，发生反应：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到较纯净的含有钴离子的溶液，得到含有钴离子的溶液，然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子，加NaF除去钙离子，滤渣2为氟化锂，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，过滤得滤渣为碳酸钴沉淀，加盐酸溶解，再加草酸铵，过滤得CoC2O4 2H2O，灼烧钴得到氧化钴。
【详解】（1）铝锂钴废料含有少量铝箔，能溶于NaOH溶液，生成可溶于水的偏铝酸钠，再过滤即可除去废料中的Al，“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是搅拌(加热或增大NaOH溶液的浓度等合理答案也可)(写出一种即可)，并写出主要的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。故答案为：搅拌(加热或增大NaOH溶液的浓度等合理答案也可)；2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；
（2）根据表中不同浸出剂“酸溶”实验结果可知，使用HCl或H2SO4+Na2S2O3时浸出液化学成分中Co的含量高、钴浸出率也较高，但因Co3O4有较强氧化性，在酸性条件下氧化S2O生成SO，而氧化溶液里的Cl-时，生成的氯气对环境有污染，“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择H2SO4+Na2S2O3，理由：两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，污染环境。故答案为：H2SO4+Na2S2O3；两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，直接排放会污染空气，不符合绿色化学思想；
（3）结合浸出液化学成分及信息Al(OH)3在pH为5.2沉淀完全同时抓住调节pH为4～6可知目的是为了除去滤液②中残留的Al3+。
（4）“净化”时，加NaF目的是将Li+转化为沉淀，当滤液③中c(F-)=4.0×10-3mol·L-1时，由KspLiF=c(F-)×(Li+)=1.8×10-3，可知c(Li+)=mol L-1=0.45mol L-1，净化”后残余c(Li+)=0.45mol·L-1。故答案为：0.45；
（5）滤渣2为氟化锂，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，过滤得滤渣为碳酸钴沉淀，加盐酸溶解，再加草酸铵，过滤得CoC2O4 2H2O，滤渣②“酸溶”后与草酸铵反应的离子方程式Co2++C2O+2H2O=CoC2O4·2H2O↓，故答案为：Co2++C2O+2H2O=CoC2O4·2H2O↓。
18．(1)C
(2) 5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2 随着温度升高，CO2与C发生反应
(3) 3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3 蒸馏
(4) 不能 若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质；
(5)AC
【分析】钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。
【详解】（1）记①，②，③，④；
A．由图可知，600℃时的，反应自发进行，故A不符合题意；
B．由图可知，600℃时的，反应自发进行，故B不符合题意；
C．由图可知，600℃时的，反应不能自发进行，故C符合题意；
D．根据盖斯定律，可由①+③得到，则600℃时其，反应自发进行，故D不符合题意；
故选C；
（2）①根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据相同条件下气体的压强之比是物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5：2：4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2，故答案为：5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2；
②随着温度升高，CO2与C发生反应，导致CO含量升高，故答案为：随着温度升高，CO2与C发生反应；
（3）“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式为3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大，“除硅、铝"过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4，故答案为：3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；蒸馏；
（4）若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换，故答案为：不能；若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质；
（5）本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法；
A．高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A符合题意；
B．电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；
C．铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；
D．Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意；
故答案选AC，故答案为：AC