高中化學(xué) 第4章 元素與材料世界 第2節(jié) 鋁金屬材料（第2課時）金屬與金屬材料學(xué)業(yè)分層測評 魯科版必修

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金屬與金屬材料 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．以下四種金屬中屬于有色金屬的是 (　　) A．鐵　　 　B．鉻　 　　C．錳　 　　D．銅 【解析】　鐵、鉻、錳屬于黑色金屬，除鐵、鉻、錳以外的金屬均屬于有色金屬。 【答案】　D 2．Cu及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化常伴隨著顏色的變化。下列符合黑色→紅色變化的是(　　) A．Cu(OH)2→CuO B．Cu→Cu2S C．Cu2(OH)2CO3→CuO D．CuO→Cu2O 【解析】　A項，Cu(OH)2為藍(lán)色；B項，Cu為紫紅色，Cu2S為黑色；C項，Cu2(OH)2CO3為綠色，CuO為黑色。 【答案】　D 3．下列敘述中，正確的是(　　) A．含金屬元素的離子不一定都是陽離子 B．在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)一定是氧化劑 C．某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時，該元素一定被還原 D．金屬陽離子被還原一定得到金屬單質(zhì) 【解析】　A項，如MnO、FeO等；B項，如H2＋Cl22HCl中，H2作還原劑；C項，如2KClO32KCl＋3O2↑中，氧元素被氧化；D項，如2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 【答案】　A 4．下列金屬中，屬于輕金屬且在常溫下不溶于濃硝酸的是(　　) A．Fe　　　B．Mg　　　C．Al　　　D．Cu 【解析】　Fe、Cu屬于重金屬，故排除A、D兩項；常溫下Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，而Mg溶于濃硝酸。 【答案】　C 5．(2016臨沂高一檢測)下列轉(zhuǎn)化不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是(　　) A．Cu→CuO　　 B．CuO→Cu(OH)2 C．Cu→Cu2(OH)2CO3 D．CuO→Cu2O 【答案】　B 6．(2016長沙高一檢測)除去銅粉中混有的少量氧化銅，其主要操作過程是(　　) A．在空氣中燃燒 B．加適量稀硫酸、微熱、過濾 C．加適量水、微熱、過濾 D．加適量稀硫酸、微熱、蒸發(fā) 【解析】　向混合物中加入適量稀H2SO4時，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，過濾所得濾渣為銅粉。 【答案】　B 7．用金屬銅制取硝酸銅，從節(jié)約原料和防止環(huán)境污染方面考慮，最好的方法是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：20250068】 A．銅硝酸銅 B．銅硝酸銅 C．銅氯化銅硝酸銅 D．銅氧化銅硝酸銅 【解析】　從環(huán)境污染方面考慮，A、B、C三項均有污染性氣體產(chǎn)生。 【答案】　D 8．某同學(xué)想用實驗證明硫酸銅溶液顯藍(lán)色與SO無關(guān)，進(jìn)行的下列實驗無意義的是(　　) A．觀察硫酸鈉溶液沒有顏色 B．向硫酸銅溶液中滴加適量的氯化鋇溶液，振蕩后靜置，溶液藍(lán)色未消失 C．向硫酸銅溶液中滴加適量的氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置，溶液藍(lán)色消失 D．加水稀釋硫酸銅溶液，溶液藍(lán)色變淺 【解析】　稀釋硫酸銅溶液，溶液中仍同時存在Cu2＋、SO，不能證明藍(lán)色與哪種離子有關(guān)。 【答案】　D 9．下列說法正確的是(　　) A．所有不銹鋼都只含有金屬元素 B．我國流通的硬幣材質(zhì)是金屬單質(zhì) C．廣東正在打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具 D．鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂 【解析】　有些不銹鋼含有碳、硅等非金屬，A錯；硬幣是合金，B錯；明代電解鋁的技術(shù)還未提出，沒有鋁制品，C錯；合金的性能一般優(yōu)于其純金屬，故選D。 【答案】　D 10．中國歷史博物館中珍藏著很多古代金屬貨幣。 (1)其中有些貨幣表面是黑色，且有少量的綠色銹狀物，則這肯定是________幣，黑色物質(zhì)是________ ，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為 ___________； 綠色物質(zhì)是 __________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為___________。 要除去這些物質(zhì)應(yīng)選用________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________， 充分反應(yīng)后，這枚金屬幣的真面目為________色。 (2)其中一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是____________________ 幣，表面一直未被氧化的原因是___________________________。 (3)若將金幣、銀幣、銅幣分別放到稀硝酸中浸泡，能溶解的是________，不溶解的是________，寫出溶解時的化學(xué)方程式__________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　金、銀、銅是較穩(wěn)定的金屬，但時間長了銅表面會生銹，主要成分是Cu2(OH)2CO3，用稀鹽酸或稀H2SO4可溶解。而金更穩(wěn)定不會生銹，會保持原來的顏色。銅、銀都能與稀硝酸反應(yīng)，金則不能。 【答案】　(1)銅　氧化銅　2Cu＋O2===2CuO Cu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　稀鹽酸　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O　紅 (2)金 　 金不活潑，不易被氧化 (3)銅幣、銀幣　金幣 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O 11．某鋁合金(硬鋁)中含有鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，有人設(shè)計如下實驗： (1)取樣品a g，稱取時使用的儀器名稱為________。 (2)將樣品溶于足量稀鹽酸中，過濾，濾液中主要含有________，濾渣中含有________；在溶解過濾時使用的儀器有_________________________。 (3)往濾液中加入過量NaOH溶解，過濾，寫出該步操作中有關(guān)的離子方程式____________________________________________________________。 (4)在第(3)步的濾液中通入足量CO2過濾，將沉淀用蒸餾水洗滌數(shù)次后，烘干并灼燒至質(zhì)量不再減少為止，冷卻后稱量，質(zhì)量為b g。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________。 (5)計算該樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_____________________。 (6)若第(3)步中加入NaOH溶液的量不足時，會使測定的結(jié)果____________________________________________________________。 若第(4)步對沉淀的灼燒不充分時．會使測定的結(jié)果________(“偏高”、“偏低”、“無影響”)。 若第(4)步中的沉淀沒有用蒸餾水洗滌時，會使測定的結(jié)果________(“偏高”、“偏低”、“無影響”)。 【解析】　(2)樣品溶于稀鹽酸，則鎂、鋁溶解。銅、硅不溶解，則濾液中含有Mg2＋、Al3＋、Cl－，濾渣中含有Cu、Si。 (3)濾液中加入過量NaOH溶液，Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋轉(zhuǎn)化為[Al(OH)4]－。 (4)Na[Al(OH)4]溶液通入足量CO2，反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。沉淀烘干、灼燒，Al(OH)3分解生成Al2O3。 (5)m(Al2O3)＝b g，則m(Al)＝227 gmol－1＝ g。則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝100%。 (6)第(3)步加入NaOH溶液的量不足，則鋁元素沒有全部進(jìn)入溶液，最終所得Al2O3質(zhì)量偏低，則測定結(jié)果偏低。 第(4)步沉淀灼燒不充分，造成Al(OH)3未完全分解，則所得Al2O3質(zhì)量偏高，測量結(jié)果偏高。 第(4)步沉淀未洗滌，則沉淀表面吸附少量可溶性雜質(zhì)，使最終所得Al2O3質(zhì)量偏高，測量結(jié)果偏高。 【答案】　(1)托盤天平　(2)Al3＋、Mg2＋、Cl－　Cu、Si　燒杯、玻璃棒、漏斗、帶鐵圈的鐵架臺(或漏斗架) (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ (4)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO， 2Al(OH)3Al2O3＋2H2O (5)100%　(6)偏低　偏高　偏高 12．某化學(xué)課外小組用含銅96%的廢銅屑制取膽礬(五水合硫酸銅)。將銅屑放入稀硫酸中，加熱并不斷鼓入空氣，在氧氣作用下便生成硫酸銅。 (1)寫出生成硫酸銅的化學(xué)方程式___________________________。 (2)現(xiàn)用1 kg這種廢銅屑理論上能制取膽礬多少千克？ (3)將膽礬與生石灰、水按質(zhì)量比依次為1∶0.56∶100混合配制成無機(jī)銅殺菌劑波爾多液： ①此波爾多液中Cu2＋離子和Ca2＋離子的物質(zhì)的量之比為________(最簡整數(shù)比)。 ②波爾多液有效成分的化學(xué)式可表示為CuSO4xCu(OH)2yCa(OH)2，此種配比當(dāng)x＝1時，試確定y的數(shù)值。 【解析】　(2)根據(jù)銅與膽礬的比例關(guān)系，列式得出1 kg這種廢銅屑理論上能制取膽礬的質(zhì)量為 250 gmol－1＝3.75 kg； (3)①將膽礬與生石灰質(zhì)量之比1∶0.56換算成物質(zhì)的量之比2∶5； ② CuSO4＋Ca(OH)2===Cu(OH)2＋CaSO4 反應(yīng)前2 5 0 0 反應(yīng)后1 4 1 1 所以CuSO4Cu(OH)2yCa(OH)2中y＝4。 【答案】　(1)2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O (2)3.75 kg (3)①2∶5?、? [能力提升] 13．(2016濟(jì)寧高一檢測)赤銅礦的成分是Cu2O，輝銅礦的成分是Cu2S，將赤銅礦與輝銅礦混合加熱有以下反應(yīng)：Cu2S＋2Cu2O6Cu＋SO2↑。對于該反應(yīng)的下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)中的氧化劑只有Cu2O B．Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑 C．Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 D．生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移2 mol電子 【解析】　Cu2S和Cu2O都是該反應(yīng)的氧化劑，同時Cu2S還作還原劑，Cu是還原產(chǎn)物，生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移1 mol電子。 【答案】　B 14．把a(bǔ) g鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量的NaOH溶液。過濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅棕色粉末的質(zhì)量仍為a g，則原合金中鐵與鋁的物質(zhì)的量之比為 (　　) A．9∶8　　B．8∶9　　C．1∶1　　D．7∶3 【解析】　反應(yīng)前a g固體成分是鐵、鋁混合物，反應(yīng)后a g固體成分為Fe2O3，可見Fe2O3中鐵的質(zhì)量就是原合金中鐵的質(zhì)量，氧的質(zhì)量就是原合金中鋁的質(zhì)量。 n(Fe)∶n(Al)＝2∶＝9∶8。 【答案】　A 15．某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有人設(shè)計了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。 填寫下面空白。 (1)圖中標(biāo)號處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是①_________________________、 ②________、③________、④________、⑤_________________； (2)寫出①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________ __________________________________________________________； 寫出③處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ________________________________________________________________ _____________________________________________________________； (3)鐵紅的化學(xué)式為__________；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅________________；氧化銅_____________________________。 【解析】　由工藝流程圖示知，E為含鐵元素的溶液，而A為鐵、銅、金的混合物，通過過濾將E、A分離開，因此①處加入的物質(zhì)為鐵屑，發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋；②處加入稀硫酸以除去銅、金中過量的鐵屑，并將過濾后的硫酸亞鐵溶液與含F(xiàn)e2＋的E溶液相混合；③處利用金不溶于硝酸的性質(zhì)將銅與金分離開；④處將得到的銅離子用氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，從而再受熱分解為氧化銅；⑤處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀，再利用空氣將其轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅(氧化鐵)。 【答案】　(1)鐵屑　稀硫酸　稀硝酸　氫氧化鈉　氫氧化鈉 (2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋ 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)Fe2O3　用作紅色涂料　用作制造銅鹽的原料