2019-2020年高考化学一轮复习 第三章 第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物课后达标检测.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第三章 第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物课后达标检测一、选择题1合金比纯金属制成的金属材料的优点是 ()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用范围更广泛A BC D解析：选A。合金能导电，但导电性不一定强。2钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 ()A用来做保险丝B用来制造航天飞机C用于制造人造骨D用于家庭装修，做钛合金装饰门解析：选A。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。3(xx山东青岛高三教学质量检测)所谓合金，就是不同种金属(也包括一些金属和非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物。根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是()NaCuAlFe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 000A.Cu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na解析：选C。分析数据得出，铁的熔点(1 535 )高于Na的沸点(883 )，无法制得合金。4工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是()A炭还原法B铝热还原法C直接加热法D盐的水溶液与活泼金属置换法解析：选B。冶炼活泼性比Al差且熔点高的金属，通常利用铝热反应进行冶炼。5在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：(1)FeH2Cu(2)CuOCuSO4Cu若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是()A消耗氧化铜的质量不同B消耗铁的质量相同C消耗硫酸的质量相同D生成硫酸亚铁的质量不同解析：选D。途径(1)中用H2还原CuO时，实验前先通H2排出装置中的空气，实验结束时要继续通H2至试管冷却，故利用途径(1)制取1 mol Cu，消耗的H2大于1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量：(1)(2)，生成FeSO4的质量：(1)(2)，但两途径中消耗CuO的质量相等。6(xx宁夏银川高三质检)利用黄铜矿冶炼铜的主要原理为8CuFeS221O28Cu4FeO2Fe2O316SO2，下列有关判断合理的是 ()A避免污染，排放的尾气用98.3%的浓硫酸吸收BCuFeS2中铁显2价，该反应中只有Cu被还原C检验炉渣中含2价铁的试剂是盐酸、KSCN溶液和氯水D冶炼铜的废料可以冶炼铁和制硫酸解析：选D。浓硫酸不能吸收SO2，A项错误。该反应中铜、氧元素化合价降低，被还原，B项错误。在3价铁存在下检验2价铁，应用酸性高锰酸钾溶液，C项错误。炉渣中含有氧化铁和氧化亚铁，可以冶炼铁；二氧化硫可以用作制硫酸的原料，D项正确。7铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；焙烧：2PbS3O22PbO2SO2；制粗铅：PbOCPbCO；PbOCOPbCO2。下列说法正确的是()A浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOC整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子D将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳解析：选D。富集方铅矿的过程属于物理变化，A错；B项中还原产物除PbO外还有SO2；整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移8 mol电子，C错。8已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析：选D。H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4变蓝和得到红色固体，证明原固体中含Cu2O，而不能证明有无Cu。9(xx山西阳泉高三模拟)部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()A滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896 mL解析：选B。根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 mL，D错误。二、非选择题10硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾(CuSO45H2O)的生产流程示意图：胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g)见下表。温度/20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114请回答下列问题：(1)红褐色滤渣的主要成分是_。(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式：_。(3)操作的温度应该控制在_左右。(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作应为将热溶液_、_、洗涤、干燥。解析：(2)由信息写出反应物(Cu、HNO3、H2SO4)及生成物(CuSO4)，分析可知Cu被氧化，化合价升高，所以N的化合价降低，稀硝酸生成NO，加上水配平此方程式即可。(3)因为石膏的溶解度随着温度的升高而降低，而胆矾随温度的升高而升高，所以温度越高得到的胆矾越纯净，所以温度达到水的沸点最好。答案：(1)Fe(OH)3(2)3Cu2HNO33H2SO4=3CuSO42NO4H2O(3)100 (4)冷却结晶过滤11金属材料是使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革。请回答下列问题：(1)下面表格中的数据(铁和铜的某些物理数据)摘自某化学手册。金属颜色密度(g/cm3)熔点()沸点()比热kJ/kgFe银白色7.861 5352 7500.44Cu红色8.921 0832 5670.38由表可推知，人类最早使用的金属材料是_，请写出判断的理由：_。(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式：CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3FeO2H2O=Fe2O3nH2O(3)镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是_法，工业生产中，镁的冶炼采用的反应物是_，铝的冶炼采用的反应物是_。解析：(1)由于铜的熔点低于铁的熔点，限于当时人类的冶炼条件，熔点低的铜先被人类利用。(2)采用氧化还原反应的配平方法可以配平两个化学方程式。(3)活泼金属可采用电解法冶炼，冶炼不同的金属时，采用的原料的类别可能不同，但都是在熔融状态下进行的。答案：(1)铜铜的熔点低于铁的熔点(2)21 11 14 3 2n2(3)电解 熔融氯化镁(或MgCl2)熔融氧化铝(或Al2O3)12日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：一些氢氧化物沉淀的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH(离子初始浓度0.01 mol/L)42.310.4完全沉淀pH(离子浓度105 mol/L)5.24.112.4请回答下列问题：(1)实验室进行步骤的操作名称为_。(2)固体A的化学式为_，物质C为_。(3)步骤调节pH的范围为_。(4)步骤反应的化学方程式为_。解析：本题以工业生产铝锭的工艺流程为背景，考查内容包括pH的选择、过滤操作、常见金属元素及其化合物的主要性质等。SiO2是酸性氧化物不与盐酸反应，进行过滤操作(步骤)，得到的固体A是SiO2；加入NaOH溶液，调节pH使Fe3沉淀，步骤是过滤得到氢氧化铝沉淀。步骤为使Al3完全沉淀，而Mg2不能产生沉淀，需调节溶液的pH在5.210.4之间。答案：(1)过滤(2)SiO2NaOH溶液(其他合理答案也可)(3)5.2pH10.4(4)2Al2O3(熔融)4Al3O213粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。解析：此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O32AlAl2O32Fe，所以产物中单质B为Fe。(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水。Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；MgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3，还有未反应的HCl。发生的离子反应为Fe2H=Fe2H2；Fe2Fe3=3Fe2。(4)假设步骤用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根据MgOMgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0.1 mol0.15 L0.67 molL1。步骤说明溶液中没有Fe3，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl不变的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于0.45 mol，所以FeCl2的浓度为2.3 molL1。答案：(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O；MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2；Fe2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL12.3 molL1