高考化学一轮必备测试：第三章 第四节《用途广泛的金属材料》（人教版必修一）

111一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1(2012郑州一检)下列有关金属的说法中，正确的是()在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用纯铁比生铁抗腐蚀性更强单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属正常人体缺钙会引起骨质疏松症，缺铁会引起贫血等疾病青铜、不锈钢、硬铝都是合金可通过焰色反应区分钾元素和钠元素ABC D解析：性质活泼的金属很难以游离态存在，一般被人们发现使用得较晚；生铁中含有杂质，会形成原电池，比纯铁较易被腐蚀；单质铝不易被腐蚀是因为其与氧气反应在其表面形成致密的氧化膜，保护内部金属不被腐蚀；本题答案为A。答案：A2(2011上海高考)世界上一次性建成的最长高速铁路京沪高铁，计划于2011年6月底通车。列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()A比纯铝熔点高B具有比较活泼的化学性质C各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强解析：车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强的优点。答案：D3(2012邢台高三期末)近年来，科技人员又研究得到一种新型材料泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金(合金是指金属跟其他金属或非金属所组成的具有金属特性的物质)中而制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.160.5 gcm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料，近几年就可大批量投放市场。则下列关于泡沫铝的说法错误的是()A泡沫铝是纯净物B泡沫铝是一种合金C泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D泡沫铝可用于飞机制造解析：泡沫铝是一种合金，属于混合物，A错误。答案：A4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Na BFe和CuCFe和Al DAl和Na解析：合金形成的条件是由共同的融化状态，所以看两种金属的熔沸点的范围；A中钠达到沸点时Cu还没熔化所以不能形成合金；而其他三项均可。答案：A5镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有()AMg2 BCu2CAl3 DAlO解析：答案：D6铜锌合金的颜色酷似金的颜色，所以近来用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是()A测定密度B放入硝酸中C放入盐酸中 D观察外观解析：铜锌合金的密度小于金；铜锌合金溶于硝酸而金不溶；锌溶于盐酸而金不溶。答案：D7由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12 g，跟足量的盐酸反应产生5.6 L氢气(标准状况)，那么此合金中一定含有的金属是()ANa BMgCAl DZn解析：n(H2)0.25 mol，反应时H获得电子的物质的量为0.25 mol20.5 mol，即金属失去1 mol电子时需要的质量为24 g，Na23 g，Mg12g，Al9 g，Zn32.5 g，据平均值规则，合金中一定含有Zn。答案：D8碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物，消耗1 mol/L盐酸500 mL。灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是()A35 g B30 gC20 g D15 g解析：本题的关键在于利用守恒思想。混合物溶于盐酸后溶质成分是CuCl2，根据铜守恒可得：n(Cu)n(Cl)0.25 mol，所以m(CuO)0.25 mol80 g/mol20 g。答案：C9现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知，硬铝的组成可能为(提示：Si2OHH2O=SiO2H2)()样品AAl、Mg、Si、Zn BAl、Fe、Zn、NaCAl、Na、Cu、Fe DAl、Cu、Mg、Si、Mn解析：通过反应知合金中必须含有排在金属顺序中H之前的金属；由反应知合金中必须含有Si及排在金属活动顺序表H之后的金属或其他非金属。答案：D10(2011南京一调)铜的冶炼过程大致可分为：富集，将硫化物矿进行浮选；焙烧，主要反应为：2CuFeS24O2=Cu2S3SO22FeO(炉渣)；制粗铜，在1200发生的主要反应为：2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S=6CuSO2；电解精炼铜。下列说法正确的是()A冶炼过程中的尾气可用来制硫酸B上述过程中，由1 mol CuFeS2制取1 mol Cu时共消耗2 mol O2C在反应2Cu2OCu2S=6CuSO2中，只有Cu2O作氧化剂D电解精炼铜的过程中，每转移1 mol电子时，阳极溶解铜的质量为32 g解析：1 mol CuFeS2反应，焙烧时需要氧气2 mol；生成的Cu2S转化为Cu2O还需要氧气，B不正确。C项中作氧化剂的除Cu2O外还有Cu2S，不正确。电解精炼铜时阳极除溶解铜外还溶解比较活泼的金属，当转移1 mol电子时，溶解铜的量小于0.5 mol。答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(8分)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为：(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径相比，途径有明显的两个优点是：_。(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离BCu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净解析：(1)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(2)根据途径的反应方程式Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O和途径的反应方程式2CuO22H2SO42CuSO42H2O，可以看出途径的优点是：产生等量的CuSO4，比途径消耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体(SO2)。(3)显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的，故D项错误。答案：(1)a、b(2)耗酸少；无污染性气体(SO2)产生(3)D12(16分)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 molL1NaOH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。(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。提示.注意前后内容对应；.注意文字简洁。编号实验操作预期现象与结论解析：(3)检验合金中除铝外还有铁、铜，可根据Al溶于NaOH溶液，而Fe、Cu不溶，将合金溶解于足量NaOH溶液，过滤，向滤出的固体上加足量的稀硫酸，Fe溶解而Cu不溶解，过滤，向溶液中加稀硝酸和KSCN溶液进一步检验Fe3，将滤出的固体溶解于稀硝酸，向反应后的溶液中加足量NaOH溶液来检验Cu2。答案：(1)CuFe(答案的顺序可交换)(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，可能含铁往试管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13(10分)铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，例如Cu呈紫红色，Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO45H2O呈蓝色等。研究性学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体中是否含有Cu2O进行了认真的探究。.查阅资料：高温灼烧CuO生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。.设计实验方案：方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。方案3：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为c g。(1)请你评价方案1和方案2。如果你认为该方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。方案1：_。方案2：_。(2)方案3中，若确认红色粉末中含有Cu2O，则a、b、c应符合的数学关系为_，该实验方案最少得进行_次称量。解析：(1)方案1不合理，因为稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化成Cu2，使溶液呈现蓝色，无法验证，方案2若无Cu2O，则固体不溶解，溶液不变蓝色，若有Cu2O则会反应生成Cu2和Cu，使溶液变蓝色。(2)若红色物质都是铜，则存在反应：2CuO22CuO，4CuO2Cu2OO2得到关系：2Cu2CuOCu2O 128 144 ba ca解得c(9ba)/8，而红色物质中存在Cu2O，则c(9ba)/8，称量时，要保证高温灼烧后质量不发生变化，则高温灼烧后要称量两次，若质量不变，则反应完全。答案：(1)不合理，因为铜和氧化亚铜均可与稀硝酸反应形成蓝色溶液合理，因为氧化亚铜与稀硫酸反应生成Cu和Cu2，导致溶液呈蓝色(2)c(9ba)/8414(16分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是_。(2)加热后试管中剩余的黑色物质是_。(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是_，加热分解的化学方程式为_。(4)上述实验步骤中的反应的离子方程式为_。(5)实验装置最后的干燥管的作用是_。(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？_，为什么？_。解析：无水硫酸铜变蓝，说明有H2O生成，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，所以绿色固体中含有H、C、O；由可知黑色固体为CuO。答案：(1)Cu、H、O、C(2)CuO(3)Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2(4)FeCu2=CuFe2(5)防止空气中的CO2进入(6)不能对调后无法说明反应中有水生成111