2019-2020年高三化学一轮 练出高分 3.4用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 新人教版.doc

2019-2020年高三化学一轮 练出高分 3.4用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 新人教版1xx年日本地震，导致福岛第一核电站引发的核危机。核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳，第二层护罩是压力仓，第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。下列叙述错误的是()A锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物B钢的硬度和熔沸点都高于纯铁C锆锡合金和钢属于金属材料，混凝土属于传统的硅酸盐材料D在高温下，钢和水蒸气可发生反应产生氢气答案B解析钢是铁碳合金，其硬度大于纯铁，但熔点低于纯铁。2下列有关金属及其化合物的说法正确的是()A碱金属从上到下熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大，硬度逐渐减小B第三周期的金属元素从左到右金属性逐渐减小，硬度逐渐减小C钠既是常见金属，又是轻金属，过氧化钠可作供氧剂D明矾是一种净水剂，经它净化过的水不需再消毒杀菌答案C解析碱金属从上到下熔沸点逐渐降低；第三周期的金属元素从左到右硬度逐渐增大；明矾净水是除去水中的悬浮颗粒和杂质，使水澄清，但不能杀菌消毒。3下列说法正确的是()A所有不锈钢都只含有金属元素B我国流通的硬币材质是金属单质C广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D镁合金的硬度和强度均高于纯镁答案D解析A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；D项一般来说合金熔点比其成分金属低，硬度、强度比其成分金属大。4下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu答案B解析制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法；制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法；制备单质Cu用热还原法。5氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是()A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH可作氧化剂、还原剂CCuHCl2=CuClHCl(燃烧)DCuHHCl=CuClH2(常温)答案C解析C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。6某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿答案D解析A项反应后应将反应后液体倒入盛水的烧杯中；B项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛装氯气的集气瓶中；C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。7某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验方案更便于实施答案B解析铜铝混合物与盐酸或NaOH溶液反应时，均只有Al参加反应，因此A正确；若A、B均选用稀HNO3，则两种金属均可反应，方案中无固体剩余，B错误；当B选用浓HNO3时，铝钝化生成氧化膜，所测铝的质量偏大，则铜的质量分数偏小，C正确；方案需收集气体，并需要将其转化为标准状况，不如方案称固体质量方便，D正确。8(xx安徽理综，12)右图是三种稀酸对FeCr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是 ()A稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe6HNO3(稀)=Fe(NO3)33NO23H2OCCr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对FeCr合金的腐蚀性最强D随着Cr含量增加，稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性减弱答案D解析根据图可知，Cr的含量不同，三种酸对FeCr合金的腐蚀性不同，当w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C错；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确。9铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是()A图1中产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuOB图1整个过程中共生成0.26 g H2OC图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线AD图2中绘制错误的曲线共2条答案D解析0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol，若全部生成CuO，则质量为0.01 mol80 gmol10.80 g，所以a点是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005 mol144 gmol10.72 g，所以b点是Cu2O，A错误。根据化学方程式4CuO2Cu2OO2，过程中有氧气产生，B错误。CuO和其所含铜元素的质量关系(以CuO的质量为10 g计算)为10 g CuO中含8 g铜元素，观察图2知，曲线B符合上述质量关系(表示的是CuO)。而曲线A上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，这是错误的，曲线C不符合Cu2O和其所含的铜元素的质量关系，所以C错误、D正确。10所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：NaCuAlFe熔点()97.51 0836601 535沸点()8832 5952 2003 000根据以上数据判断其中不能形成合金的是()ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na答案C解析两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。11碱式碳酸铜可表示为xCuCO3yCu(OH)2zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：写出xCuCO3yCu(OH)2zH2O与氢气反应的化学方程式：_；实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是_(填入仪器接口字母编号)；(a)()()()()()()()()()()(l)称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g 水。该样品的结晶水质量为_g，化学式为_；(铜的相对原子质量按63.5计算)(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行并请说明理由：_。答案(1)xCuCO3yCu(OH)2zH2O(xy)H2(xy)CuxCO2(x2yz)H2Oakjgf(或hi)de(或ed)hi(或gf)bc(或cb)l1.8CuCO3Cu(OH)2H2O(2)可行，根据反应xCuCO3yCu(OH)2zH2O(xy)CuOxCO2(yz)H2O，以及碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和H2O的质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成解析(1)碱式碳酸铜与H2的反应，可以理解成碱式碳酸铜在加热条件下分解成CuO、CO2和H2O，CuO与H2在加热条件下生成Cu和H2O，所以xCuCO3yCu(OH)2zH2O与H2反应的化学方程式为xCuCO3yCu(OH)2zH2O(xy)H2(xy)Cu(x2yz)H2OxCO2。本实验需要解决及注意的几个问题是：aH2在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶除去HCl杂质，再用盛浓H2SO4的洗气瓶除去水蒸气。bH2与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓H2SO4的洗气瓶吸收并测量反应生成水的质量，再用盛碱石灰的U形管来吸收并测量生成CO2的质量。c为防止空气中的CO2及水蒸气被盛碱石灰的U形管吸收，最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是：akjgf(或hi)de(或ed)hi(或gf)bc(或cb)l：n(CO2)0.1 mol，所以样品中：n(CuCO3)0.1 mol；：反应后Cu的质量为12.7 g，则n(Cu)0.2 mol，根据铜元素守恒，则有样品中nCu(OH)20.2 mol0.1 mol0.1 mol；：样品中结晶水的物质的量：n(H2O)0.1 mol0.2 mol0.1 mol，所以样品中结晶水的质量为18 gmol10.1 mol1.8 g；样品的化学式为CuCO3Cu(OH)2H2O。(2)可以，由于N2与CuO不反应，通过实验测得样品的质量、反应后生成的CuO的质量、CO2的质量及H2O的质量，经化学计算可确定x、y、z的值。12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_、_、_、_、_。(2)写出处发生反应的离子方程式_；写出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_。答案(1)铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(2)Fe2H=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2，Cu2Fe=CuFe2，2Au33Fe=2Au3Fe23Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作红色颜料用作制造铜盐的原料解析(1)本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3、Cu2、Au3，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能将其分离，Cu2和Fe2分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。(2)由于废水显酸性，又含有Cu2、Au3、Fe3，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为Fe2H=H2Fe2FeCu2=CuFe23Fe2Au3=2Au3Fe22Fe3Fe=3Fe2。(3)铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。13Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的流程图。Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为_，火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_。(3)若将A中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。A适量的NaNO3B适量的HNO3C适量的H2O2(4)若B溶液的体积为0.2 L，电解B溶液一段时间后溶液的pH由2变为1(体积变化忽略不计)，此时电解过程中转移电子的物质的量是_。(5)取5.0 g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258 时发生反应的化学方程式：_，e点对应物质的化学式为_(计算过程略去)。答案(1)1Cu2SO22CuSO2(2)Cu2O2H=CuCu2H2O(3)C(4)0.018 mol(5)CuSO4H2OCuSO4H2OCu2O解析(1)Cu2S中铜为1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应原理为Cu2SO22CuSO2。(2)生成的红色物质为Cu，Cu2O与硫酸发生氧化还原反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。(4)根据2CuSO42H2O2H2SO42CuO2(转移4e)，电解后生成的n(H2SO4)n(H)(0.1 molL10.01 molL1)0.2 L0.009 mol，故转移电子的物质的量为0.018 mol。(5)设258 时反应前后固体的摩尔质量为M1 gmol1、M2 gmol1，则5.003.563.20250M1M2，解得M1178，M2160。对应的固体分别为CuSO4H2O、CuSO4，故258 时发生反应的化学方程式为CuSO4H2OCuSO4H2O。同理可以推断d处物质为1.60 g CuO，而e处物质的质量为1.44 g，为0.01 mol Cu2O。14已知某混合金属粉末中，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1 molL1硫酸、2 molL1硝酸、2 molL1 NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程：(1)提出假设假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。(2)设计实验方案基于假设3，设计出实验方案(不需在答题卡上作答)(3)实验过程根据(2)的实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。编号实验操作预期现象与结论答案(1)CuFe(答案顺序可交换)(3)编号实验操作预期现象与结论用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用。样品部分溶解，并有气体放出。往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用。固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁。在试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液。溶液先变成黄色，加KSCN后显血红色，结合可知，一定含铁。往剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液。固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。解析考查学生对元素化合物性质的掌握；考查学生对物质进行检验的实验技能和对实验室常用仪器的主要用途和使用方法的了解；考查学生设计实验方案的能力和对常见物质进行分离、提纯和检验的能力；考查学生运用相关知识进行综合分析的方法，以及运用正确的化学术语与文字等表达分析解决问题的过程，并做出合理解释的能力。15.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为_。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_。(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。(4)B中发生反应的化学方程式为_。(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。答案(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小解析(1)观察实验装置图可知是用定量集气法完成实验目的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。(3)正确顺序应为；为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。(5)据2Al3H2 2 mol 3 mol 得M(Al)(6)据w(Al)100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。