版新高考化學總復習京津魯瓊版檢測：第14講　用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物 Word版含解析

一、選擇題1.(2019·山東高三調(diào)研)下列生活用品中主要由黑色金屬材料制造的是()A.塑鋼門窗B.不銹鋼刀C.純銅導線 D.18K金首飾解析：選B。冶金工業(yè)上習慣把鐵、鉻、錳以及它們的合金(主要指合金鋼及鋼鐵)叫作黑色金屬材料。塑鋼門窗是以聚氯乙烯樹脂為主要原料制造的，A項錯誤；不銹鋼刀為鐵的合金，主要由黑色金屬材料制造而成，B項正確；純銅導線為銅單質(zhì)，銅屬于有色金屬，C項錯誤；18K 金首飾為金的合金，屬于有色金屬材料，D項錯誤。2.(2019·懷化聯(lián)考)下列有關(guān)金屬的說法中正確的是()A.生鐵比純鐵抗腐蝕能力更強B.青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金C.性質(zhì)越活潑的金屬越早被人類冶煉和使用D.單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬解析：選B。生鐵容易被腐蝕，比純鐵抗腐蝕能力弱，A項錯誤；青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金，B項正確；性質(zhì)越不活潑的金屬越早被人類冶煉和使用，C項錯誤；單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，是因為其表面有一層致密的氧化膜，鋁是活潑金屬，D項錯誤。3.(2019·河南八市第一次測評)天工開物中記載：“凡銅供世用，出山與出爐，止有赤銅。以爐甘石或倭鉛參和，轉(zhuǎn)色為黃銅，以砒霜等藥制煉為白銅，礬、硝等藥制煉為青銅。”其中涉及的物質(zhì)中熔點最高的是()A.青銅 B.黃銅C.赤銅 D.白銅解析：選C。赤銅是純度較高的銅，熔點比其合金高，青銅是銅錫合金，黃銅是銅鋅合金，白銅是銅鎳合金，C項正確。4.(2019·山東省實驗中學高三檢測)明代天工開物記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅冷淀，毀罐取出即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是()A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶煉Zn的化學方程式：ZnCO32CZn3COD.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析：選A。由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是鋅和鉛的混合物，故A錯誤；煤炭的主要成分是碳，反應中碳做還原劑，故B、C、D均正確。5.不同的金屬在冶煉方法上也有所不同。下列說法正確的是()A.釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制B.鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳解析：選D。A項，鐵用CO還原法煉制，錯誤；B項，Al及其合金被廣泛使用是因為Al及其合金有良好的性能，錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。6.(2019·哈爾濱高三質(zhì)檢)利用如圖裝置做鋁熱反應實驗。下列說法不正確的是()A.該反應的化學方程式是2AlFe2O32FeAl2O3B.該反應會產(chǎn)生高溫，發(fā)出強光C.根據(jù)鋁熱反應的原理，可以冶煉某些金屬D.若反應中轉(zhuǎn)移3 mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1 mol解析：選D。反應中轉(zhuǎn)移3 mol電子，即1 mol Al參加反應，則消耗氧化劑Fe2O3的物質(zhì)的量為0.5 mol。7.下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項陳述陳述判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠對；對；無B銅表面易形成致密的氧化膜銅制容器可以盛放濃硫酸對；對；有C向硫酸銅溶液中通入少量氨，有深藍色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑對；對；有D藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑錯；對；無解析：選D。稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應，而且稀鹽酸不能與Cu反應，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3，、有因果關(guān)系，A錯誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水反應生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，、均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。8.(2019·青島高三質(zhì)檢)所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些金屬和非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物。根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點，判斷其中不能形成合金的是()金屬NaCuAlFe熔點/97.51 0836601 535沸點/8832 5952 2003 000A.Cu和Al B.Fe和CuC.Fe和Na D.Al和Na解析：選C。分析數(shù)據(jù)得出，銅和鐵的熔點高于鈉的沸點，無法制得合金。9.已知酸性條件下有如下反應：2Cu=Cu2Cu。由于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下：加入試劑稀硫酸濃硫酸、加熱稀硝酸濃硝酸實驗現(xiàn)象紅色固體和藍色溶液無色氣體和藍色溶液無色氣體和藍色溶液紅棕色氣體和藍色溶液由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)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：選D。H2還原CuO生成紅色固體，該紅色固體可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種。紅色固體產(chǎn)物中加入稀H2SO4，溶液變藍并得到紅色固體，證明原紅色固體產(chǎn)物中含Cu2O；由于上述反應中有Cu生成，干擾了對原紅色固體產(chǎn)物中是否含有Cu的判斷，故不能證明原紅色固體產(chǎn)物中是否含有Cu。10.下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說法不正確的是()A.粗銅電解精煉時，粗銅做陽極B.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應C.黃銅礦冶煉銅時，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料D.粗硅制高純硅時，提純四氯化硅可用多次分餾的方法解析：選B。電解精煉銅時，粗銅做陽極，自身可以溶解，故A正確；制備單質(zhì)時涉及化合價變化，是氧化還原反應，制玻璃的反應是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2和SiO2CaCO3CaSiO3CO2，元素化合價未發(fā)生變化，均不屬于氧化還原反應，故B錯誤；SO2可以轉(zhuǎn)化成SO3，進而生成H2SO4，F(xiàn)eO與CO在高溫下可生成Fe，故C正確；制備硅的過程中，利用沸點不同進行分餾，將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來，再與H2發(fā)生置換反應得到高純硅，故D正確。二、非選擇題11.銅是生活中常見的金屬，請回答下列問題：(1)Cu不活潑，通常情況下不與稀硫酸反應，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快變藍色，試寫出該反應的離子方程式：_。(2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會析出Cu2(OH)2CO3綠色固體，試寫出該反應的離子方程式：_。(3)火法煉銅的原理：Cu2SO22CuSO2，在該反應中每生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移mol e。(4)據(jù)報道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細菌在有氧氣存在的酸性溶液中，可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反應后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)：檢驗溶液B中Fe3是否被除盡的實驗方法：_。在實驗室中，設計兩個原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅(要求：一種方案只用一個反應來完成)。寫出兩種方案中涉及的化學方程式：方案一_；方案二_。解析：(1)金屬銅投入稀硫酸中不發(fā)生反應，但再加入H2O2溶液后銅開始溶解，溶液逐漸變?yōu)樗{色，說明過氧化氫在酸性溶液中具有氧化性，能溶解銅，離子方程式為CuH2O22H=Cu22H2O。(2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會析出Cu2(OH)2CO3，反應的離子方程式為2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2。(3)反應中Cu元素化合價由1價降低到0價，O元素化合價由0價降低到2價，S元素化合價由2價升高到4價，由方程式可計算出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。(4)檢驗溶液B中Fe3是否被除盡的試劑是KSCN溶液。取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液變紅證明含有鐵離子，若不變紅證明不含鐵離子。從硫酸銅溶液中得到金屬銅的方法，可以加入鐵粉置換銅，反應的化學方程式為CuSO4Fe=FeSO4Cu；也可用惰性電極通電電解硫酸銅溶液，反應的化學方程式為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。答案：(1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2(3)3(4)取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液變紅證明含有鐵離子，若不變紅證明不含鐵離子CuSO4Fe=FeSO4Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(答案合理即可)12.(2019·萊蕪模擬)實驗室以含有少量鐵的粗銅粉和硫酸與硝酸的混合溶液為原料制備CuSO4·5H2O晶體。設計的工藝流程如圖所示：請回答下列問題：(1)根據(jù)反應原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理論配比(物質(zhì)的量之比)為。操作中需要把NO與 (氣體)混合通入水中，混入該氣體的目的是_(用化學方程式表示)。(2)溶液中存在一定濃度的Fe3、Cu2，在該濃度時生成氫氧化物沉淀的pH如下表。操作中某學生設計物質(zhì)X為H2O，若加水調(diào)節(jié)溶液pH，則Fe(OH)3開始沉淀的pH1.9(填“”“”或“”)；而實際操作中一般不用此法調(diào)節(jié)溶液pH，其主要原因是_。金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.93.2Cu24.76.7(3)操作中物質(zhì)Y為。查閱資料知CuSO4·5H2O的溶解度曲線如圖所示，則操作應采取的措施是蒸發(fā)濃縮、_、過濾、洗滌、干燥等。解析：(1)操作是利用硝酸的氧化性而溶解銅，生成的Cu2與SO結(jié)合為CuSO4。根據(jù)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O知，生成3 mol CuSO4消耗3 mol硫酸、2 mol硝酸。操作中把NO與氧氣混合通入水中生成硝酸以循環(huán)利用，并減少污染，反應方程式是4NO3O22H2O=4HNO3。(2)因加水使c(Fe3)降低，則Fe(OH)3開始沉淀的pH>1.9，而實際操作中一般不用此法調(diào)節(jié)溶液pH，其主要原因是加入的水較多不利于蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)濃縮消耗很多的能量。(3)由溶液得到晶體需蒸發(fā)濃縮，而蒸發(fā)時硫酸銅會水解，因此需加入稀硫酸抑制水解。根據(jù)CuSO4·5H2O的溶解度曲線知溫度越高，其溶解度越大，即溫度低時析出量多，而且30 時CuSO4·5H2O失水變?yōu)镃uSO4·3H2O，因此應冷卻到30 以下結(jié)晶。答案：(1)23O24NO3O22H2O=4HNO3(2)>不利于蒸發(fā)濃縮(或蒸發(fā)濃縮消耗很多的能量)(3)稀H2SO4冷卻到30 以下結(jié)晶13.某化學興趣小組用只含有鋁、鐵、銅的工業(yè)合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體，其實驗方案如圖所示：(1)合金屬于(填“純凈物”或“混合物”)，合金與NaOH溶液反應的離子方程式為_。(2)方案中途徑的離子方程式為_，D中加入適量鹽酸的離子方程式為_。(3)濾渣F為，途徑、的化學方程式分別為_、_。途徑相比，途徑更好，理由是_。(4)CuSO4溶液中獲得膽礬的操作為_、洗滌、自然干燥。(5)CuO與Al反應的化學方程式為_。(6)Cu在潮濕的空氣中放置較長的時間，最后得到綠色的銅銹，其化學式為。解析：(1)合金屬于混合物；合金中鋁與NaOH溶液反應的離子方程式為2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)方案中途徑的離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；D中加入適量鹽酸的離子方程式為Al(OH)33H=Al33H2O。(3)濾渣F為Cu；途徑、的化學方程式分別為Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O、2CuO22H2SO42CuSO42H2O；途徑相對途徑來說H2SO4利用率更高且無污染。(4)CuSO4溶液中獲得膽礬的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、自然干燥。(5)CuO與Al反應的化學方程式為3CuO2Al3CuAl2O3。(6)銅銹的化學式為Cu2(OH)2CO3。答案：(1)混合物2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAl(OH)33H=Al33H2O(3)CuCu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O2CuO22H2SO42CuSO42H2O途徑相對途徑來說H2SO4的利用率更高且無污染(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(5)3CuO2Al3CuAl2O3(6)Cu2(OH)2CO3