2019版高考化学一轮复习 第三章 金属及其重要化合物 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训练.doc

第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 课后达标训练一、选择题1.明代天工开物记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是()A.倭铅是指金属锌和铅的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶炼Zn的化学方程式：ZnCO32CZn3COD.该冶炼锌的方法属于热还原法解析：选A。由题意可知，倭铅是指金属锌，不是锌和铅的混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故B、C、D均正确。2.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航天工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是()A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都高 B.此合金能全部溶解于稀盐酸中C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中 D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都小解析：选B。合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度和强度比各成分金属的都大，即A、D项不正确；合金中的镁、铝都能与稀盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应的只有铝，所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分金属溶解于氢氧化钠溶液中，即B项正确而C项不正确。3.不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是()A.钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制B.炼钢和炼铁都是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来，区别在于炼钢时选用的还原剂的还原性更强C.由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D.炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳解析：选D。A项，铁用CO还原法炼制，用铝热反应成本太高，故A错误；B项，不同点是前者使用氧化剂，后者使用还原剂，故B错误；C项，氯化铝是共价化合物，所以熔融时，它是不导电的，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，故C错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用是与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，故D正确。4.(2018青岛高三质检)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AlB.Fe和CuC.Fe和Na D.Al和Na解析：选C。分析数据得出，铜和铁的熔点高于钠的沸点，无法制得合金。5.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A.不易生锈 B.导电性好C.密度小 D.强度高解析：选B。合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这方面的用途无关。6.下列说法中正确的是()A.CuCuOCu(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：选C。A选项，CuOCu(OH)2不能通过一步反应实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铁、铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。7.下列有关金属及其合金的说法正确的是()A.锡青铜的熔点比纯铜高B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2还原成CuD.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的解析：选D。锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比各成分金属的低，A项错误；生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，B项错误；溶液中该反应难以发生，先是2NH32H2OCuSO4=Cu(OH)2(NH4)2SO4，接着Cu(OH)2CuOH2O，溶液中NH3不能将CuO还原为Cu，要还原必须是干燥的固体，C项错误。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做了验证，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和蓝色溶液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()A.Cu B.Cu2OC.一定有Cu，可能有Cu2O D.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，产物中加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu2O，在酸性条件下2Cu=Cu2Cu，故不能证明产物中是否含有Cu。9.被称为“国防金属”的镁，60%来自于海洋，从海水中提取镁的正确方法是()物质氧化镁氯化镁熔点/2 852714A.海水Mg(OH)2MgB.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC.海水Mg(OH)2MgOMgD.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg解析：选D。因为海水中镁的含量很少，所以第一步需要富集，B错误；由信息可知MgO的熔点比MgCl2的熔点高，所以应电解熔融的MgCl2制取Mg，D正确。10.下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是()A.粗铜电解精炼时，粗铜作阳极B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C.黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料D.粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析：选B。电解精炼铜时，粗铜作阳极，自身可以溶解，故A正确；制备单质时涉及化合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2和SiO2CaCO3CaSiO3CO2，元素化合价未发生变化，均不属于氧化还原反应，故B错误；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4，FeO与CO在高温下可生成Fe，故C正确；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，故D正确。二、非选择题11.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的。A.硬度适中B.密度适中C.在自然界里都可得到纯净的单质D.不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是币，黑色物质是，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是(填化学式)，这枚金属币的真面目为色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是币，表面一直未被氧化的原因是 。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是。A.观察颜色B.查看图案C.用手掂量轻重D.滴一滴硝酸在金币的表面，观察现象解析：(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，用手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。答案：(1)D(2)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO3紫红金金不活泼，不易被氧化(3)D12.铝热反应的化学方程式为2AlFe2O3Al2O32Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是_。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是，当观察到的现象时，说明熔融物中含有金属铝。(3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的。A.浓硫酸 B.稀硫酸C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液(4)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。答案：(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金 (2)NaOH溶液有气泡生成(3)B(4)电解熔融氯化镁(或MgCl2)熔融氧化铝(或Al2O3)13.(2018莱芜模拟)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO45H2O晶体。设计的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)根据反应原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为。操作中需要把NO与 (气体)混合通入水中，混入该气体的目的是_(用化学方程式表示)。(2)溶液中存在一定浓度的Fe3、Cu2，在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下表。操作中某学生设计物质X为H2O，若加水调节溶液pH，则Fe(OH)3开始沉淀的pH1.9(填“”“”或“”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是_。开始沉淀沉淀完全Fe31.93.2Cu24.76.7(3)操作中物质Y为。查阅资料知CuSO45H2O的溶解度曲线如图所示，则操作应采取的措施是蒸发浓缩、过滤、洗涤、干燥等。解析：(1)操作是利用硝酸氧化而溶解铜，生成的Cu2与SO结合为CuSO4。根据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O知，生成3 mol CuSO4消耗3 mol硫酸、2 mol硝酸。操作中把NO与氧气混合通入水中生成硝酸以循环利用，并减少污染，反应方程式是4NO3O22H2O=4HNO3。(2)因加水使c(Fe3)降低，则Fe(OH)3开始沉淀的pH1.9，而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。(3)由溶液得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解。根据CuSO45H2O的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且30 时CuSO45H2O失水变为CuSO43H2O，因此应冷却到30 以下结晶。答案：(1)23O24NO3O22H2O=4HNO3(2)不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量)(3)H2SO4冷却到30 以下结晶14.(2018南昌模拟)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，Cu2在溶液中稳定，Cu易在酸性条件下发生反应：2Cu=Cu2Cu。1价铜的化合物多数不溶于有机溶剂，如Cu2O(砖红色)、CuI、CuCl、CuH等。(1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生：a.2Cu24I=2CuI(白色)I2b.2Cu22Cl2I=2CuCl(白色)I2为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是。A.SO2 B.苯C.NaOH溶液 D.乙醇(2)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式：_；写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：_。(3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。方法一：在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无污染的无色气体。写出上述制备过程中的总反应方程式：_。方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu，后Cu继续氧化生成Cu2；在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。以NaCl和含少量NaOH的溶液作为电解质溶液，电解时阳极区会产生白色沉淀，写出阳极反应式：_。电解一段时间后，溶液中可能产生的现象：_，写出转化的离子方程式：_。这样制得的Cu2O中往往含有CuCl，请设计实验证明CuCl的存在：_。解析：(1)碘水是棕褐色的，影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，由于酒精与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂。(2)NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，说明NH5是由NH和H组成的离子化合物。CuH为难溶物质保留化学式，根据题干信息知1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu2和Cu，反应产生的气体是CuH中的H与盐酸中的H发生归中反应产生的氢气。(3)蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜，无污染的气体只能是N2。铜作阳极，先被氧化为Cu，再与溶液中的Cl结合生成CuCl白色沉淀，即可写出阳极的电极反应式。根据方法二的已知信息可知，CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。得到的Cu2O中往往含有CuCl，可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl，应先用硝酸溶解，再检验氯离子。答案：(1)B(2)2CuH2H=Cu2Cu2H2(3)4Cu(OH)2N2H4H2O=2Cu2ON27H2OCuCle=CuCl白色沉淀逐渐变为砖红色2CuCl2OH=Cu2OH2O2Cl取试样少量于试管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸银溶液，若生成沉淀，则含有CuCl，若无明显现象，则无CuCl