2019高考化学总复习 第三章 金属及其化合物 课时作业9 用途广泛的金属材料 金属矿物的利用 新人教版.doc

课时作业9用途广泛的金属材料金属矿物的利用一、选择题1铜是一种紫红色金属，被称作“电器工业的主角”。铜主要是由黄铜矿炼制，焙烧时发生反应2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2，其简单流程如图所示，下列说法正确的是()A焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫B在焙烧时氧化剂只有氧气C粗铜精炼时用粗铜作阴极DCu2S可用于火法炼制铜解析：焙烧时还生成金属硫化物，部分硫元素转化为二氧化硫，A错误；焙烧时铜元素由2价降低为1价，硫元素由2价升高到4价，氧气中氧元素由0降低为2价，则氧化剂为氧气和CuFeS2，B错误；粗铜精炼时用粗铜与电源正极相连，则粗铜为阳极，C错误；火法炼铜的原理为Cu2SO22CuSO2，则Cu2S可用于火法炼制铜，D正确。答案：D2所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)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：NaCuAlFe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 000其中不能形成合金的是()ACu和Al BFe和Cu CFe和Na DAl和Na解析：要想形成合金，则必须满足各成分都要有共同的液态温度范围(即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点)，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已经变成钠蒸气了，所以铁和钠不具备形成合金的条件。答案：C3下列说法正确的是()A铝、铁、铜相比较，铜元素在自然界中的含量最低、铁元素含量最高BAl2O3、MgO可用作高温材料，二氧化硅是生产光纤制品的基本原料C工业上采用电解熔融态Al2O3、MgO的方法冶炼Al、MgD用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁、用氨制碳酸铵都会生成温室气体解析：A项，三种元素在自然界中的含量铝元素最高，故错；C项，工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故错；D项，用氨制碳酸铵是利用二氧化碳参加反应，而不是产生二氧化碳，故错。答案：B4钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是()A金不溶于任何溶液B铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物C铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点D.Cu的质子数和中子数之差为34解析：金能溶于王水，A错误；铜在空气中转化为铜绿，不是CuO，B错误；合金的熔点低于成分金属的熔点，C正确；Cu中，质子数为29，中子数为34，中子数与质子数之差为5，D错误。答案：C5下列叙述中不正确的是()A常见金属铁和铝在工业上冶炼方法不同B除去Fe2O3中混有的Al2O3：加氢氧化钠溶液，过滤C除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤D除去铜粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤解析：铁通常用CO还原Fe2O3得到，而铝一般用电解Al2O3的方法得到，A正确；Al2O3能与NaOH反应而Fe2O3不能，B正确；FeCl3与铁反应生成FeCl2，C正确；Cu、CuO都能与HNO3反应，D错误。答案：D6下列说法中正确的是()ACuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈碱式碳酸铜D金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行解析：CuOCu(OH)2不能通过一步反应实现，A错误；铝合金比纯铝的熔点低，B错误；铁铜表面不能形成致密的氧化物薄膜，D错误。答案：C7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若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C溶液A和B均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施解析：盐酸和Al反应，剩余铜，利用产生的氢气的体积，即可求出铝的质量分数，从而得出铜的质量分数；如用NaOH和铝反应，根据产生的氢气的体积，也可求出铜的质量分数，A正确；如果选用浓硝酸，硝酸可以和铜反应，铝钝化使剩余固体的质量偏大，从而使测得铜的质量分数偏小，B正确；如果选用稀硝酸，稀硝酸与铜、铝均反应，就会造成方案中没有固体剩余，C错误；无论选用NaOH溶液还是盐酸，最后剩余的固体都是Cu，利用方案直接测固体的质量比较方便，而方案测气体的体积比较麻烦，所以方案更便于实施，D正确。答案：C8铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，设计了如下方案：铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2。足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4。铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解。把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并且用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有()A两种方案B三种方案C四种方案D五种方案解析：铁置换铜，由氧化还原方程式可知还原性FeCu；金属的活动性与得失电子的数目没有直接的关系，故不能据此判断；与浓硫酸反应无法比较铁和铜的活动性；据此反应只能判断Cu的还原性强于Fe2，但不能判断Fe和Cu的还原性；铁、铜与稀硫酸组成原电池，铁作负极，证明金属活动性铁比铜强；铁、铜与浓HNO3组成原电池，Fe发生钝化，所以Fe作正极，不能说明铁比铜活泼。故、两种方案合理。答案：A9实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体，经历了下列过程(已知Fe3在pH5时沉淀完全)。其中分析错误的是()A步骤发生的主要反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2OB步骤可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2C步骤用CuCO3代替CuO也可调节溶液的pHD步骤的操作为向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作23次解析：步骤的目的是把亚铁离子氧化为铁离子，发生的主要反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，A项正确；步骤若用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2，则氧化剂的还原产物不是水，会引入新的杂质氯离子、硝酸根离子，同时还会造成污染，所以不能将H2O2换为氯气或硝酸，B项错误；步骤用CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH，碳酸铜与过量的硫酸反应生成硫酸铜、水、二氧化碳气体，不会引入新的杂质，C项正确；洗涤固体的操作为向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作23次，然后得到硫酸铜晶体，D项正确。答案：B10某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成，进行如下实验。下列有关说法正确的是()A步骤中减少的3 g固体一定是混合物B步骤中质量减少的物质一定是CuC根据步骤、可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2D根据上述步骤可以得出m(Fe2O3)m(Cu)11解析：Al2O3、SiO2都能够与NaOH溶液反应，所以步骤中减少的3 g固体可能为氧化铝或二氧化硅，不一定为混合物，故A错误；步骤中发生了反应Fe2O36H=2Fe33H2O；Cu2Fe3=2Fe2Cu2，6.4 g固体为铜和Fe2O3的混合物，减少的为铜和氧化铁，故B错误；根据步骤只能判断混合物中至少含有Al2O3、SiO2的一种物质，无法确定Al2O3、SiO2是否都存在；步骤可以确定Fe2O3、Cu一定存在，故C错误；6.4 g变成1.92 g，质量减少了6.4 g1.92 g4.48 g，减少的质量为Fe2O3和部分Cu，剩余的1.92 g为铜，设与Fe2O3反应的铜的物质的量为x，根据反应Cu2Fe3=2Fe2Cu2和Fe2O36H=2Fe33H2O可知氧化铁的物质的量也为x，则64 gmol1x160 gmol1x4.48 g，解得x0.02 mol，则m(Fe2O3)m(Cu)(160 gmol10.02 mol)(64 gmol10.02 mol1.92 g)11，故D正确。答案：D11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样品中铁元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896 mL解析：根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，A错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中铁元素的质量为2.24 g，B正确；样品中铜元素和氧元素的质量共5.76 g2.24 g3.52 g，C错误；2.24 g铁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。答案：B二、非选择题12铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有1、2。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。(1)工业上可用Cu2SO22CuSO2反应制取粗铜，该反应中_元素被还原。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50 ，加入H2O2溶液，一段时间后，升温到60 ，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为_。温度控制在5060 的原因除了加快反应速率外，还有_。(3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 molL1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为_。若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为_g。若混合物中含0.2 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为_mol。解析：(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式是3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O。硝酸发生反应后得到的产物是Cu(NO3)2和NO，由2 L0.6 molL12nCu(NO3)24.480 L22.4 Lmol1得nCu(NO3)20.5 mol，n(Cu2)0.5 mol，所以若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol64 gmol132 g。若混合物中含0.2 mol Cu，则根据原子守恒可得：2n(Cu2O)n(CuO)0.3 mol；根据得失电子守恒可得：2n(Cu)2n(Cu2O)3(4.480 L22.4 Lmol1)，解得n(CuO)0.1 mol，n(Cu2O)0.1 mol，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol0.1 mol0.2 mol。答案：(1)Cu、O(2)CuH2O22H=Cu22H2O防止H2O2分解(3)3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O320.213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)写出反应的化学方程式_，反应生成沉淀的离子方程式_。(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，则反应的总化学方程式为_；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1 molL1的硝酸，欲使3 mol Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积为_L。解析：(2)滤液A是NaAlO2溶液，生成Al(OH)3沉淀应该通入酸性气体CO2；(3)滤渣B含Cu、Fe，由绿矾的化学式可知向滤渣B中加入稀硫酸过滤后得FeSO4溶液D，蒸发浓缩、冷却结晶即可得到绿矾；(5)滤渣E为Cu，试剂Y是氧化剂，常见的无色液体氧化剂为双氧水、稀硝酸等，双氧水属于绿色氧化剂；因为反应物有Cu、H2SO4、HNO3，所以应该用离子方程式进行计算3Cu8H2NO=3Cu24H2O2NO，3 mol Cu需要2 mol NO，即2 mol HNO3，又知加入硝酸的浓度为1 molL1，所以需硝酸的体积为2 L。答案：(1)FeSO47H2O(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN(或NaSCN或NH4SCN)溶液无明显现象，再滴入氯水(或双氧水或通入Cl2)若变成红色，则溶液中存在Fe2(4)铜、铁与稀硫酸形成了原电池(5)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O214某铝合金中含有元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是_。(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_。(3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关的离子反应方程式是_。(4)向第(3)题中的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤。有关反应的离子方程式是_ _。(5)将第(4)题中过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为b g。有关反应的化学方程式是_，原样品中铝的质量分数是_。(6)若第(3)题中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_(“偏高”“偏低”或“不影响”，下同)；若第(5)题中滤渣没有洗涤，则实验结果_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_。解析：实验取样品a g，实验后得氧化铝b g，设b g氧化铝中含Al的质量为x。Al2O32Al10254b g x10254b gx，x g样品中铝的质量分数：100%100%答案：(1)托盘天平(2)MgCl2、AlCl3、HClCu、Si烧杯、玻璃棒、普通漏斗(3)Mg22OH=Mg(OH)2，Al34OH=AlO2H2O(4)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(5)2Al(OH)3Al2O33H2O100%(6)偏低偏高偏高15某粗氧化铜样品中含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质，某化学兴趣小组欲利用该样品制取胆矾晶体，测定胆矾晶体中结晶水的含量，并计算样品中氧化铜的含量，设计了如下方案进行实验。查阅资料知Fe3、Cu2、Fe2在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：请回答下列问题：(1)在整个实验过程中，下列仪器中不可能用到的是_(填字母)(2)物质X应选用_(填字母)。A氢氧化钠 B双氧水C铁粉 D高锰酸钾(3)为保证沉淀沉淀完全，操作中溶液pH的调节范围为_。(4)操作的步骤有_、冷却结晶、_、自然干燥。(5)在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少应进行_次，若测定结果x值偏大，可能的原因是_(填字母)。A加热温度过高B胆矾晶体的颗粒较大C胆矾加热后放在空气中冷却D加热胆矾晶体时有晶体溅出(6)该小组一位同学根据实验结果求出样品中CuO的质量分数为100%，另一位同学认为有错误，他的理由是_。解析：(1)实验中涉及的操作有称量、过滤和蒸发，没有分液、滴定操作，无需用到分液漏斗和滴定管。(2)物质X的作用是将Fe2氧化为Fe3，选择双氧水，因为双氧水为绿色氧化剂，其还原产物为水，不会引入杂质。(3)根据提供的数据，控制3.7pH5.2，可使Fe3完全沉淀，而Cu2还未开始沉淀。(4)操作为由CuSO4溶液得到CuSO4晶体，包括的步骤有加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥。(5)称量操作至少进行4次，分别是称量坩埚；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1 g。若测定结果x值偏大，可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解，或加胆矾晶体时有晶体溅出。(6)调节pH时加入了氢氧化铜，胆矾中的铜元素不是都来自样品。答案：(1)bc(2)B(3)3.7pH5.2(4)加热浓缩过滤(5)4AD(6)调节pH时加入了氢氧化铜，胆矾中的铜元素不是都来自样品