2019-2020年高三化學一輪 練出高分 3.4用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物 新人教版.doc

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2019-2020年高三化學一輪 練出高分 3.4用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物 新人教版 1．xx年日本地震，導致福島第一核電站引發(fā)的核危機。核反應堆的第一層護罩是鋯錫合金外殼，第二層護罩是壓力倉，第三層護罩是用最堅固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。下列敘述錯誤的是 (　　) A．鋯錫合金、鋼、混凝土都屬于混合物 B．鋼的硬度和熔沸點都高于純鐵 C．鋯錫合金和鋼屬于金屬材料，混凝土屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料 D．在高溫下，鋼和水蒸氣可發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣 答案　B 解析　鋼是鐵碳合金，其硬度大于純鐵，但熔點低于純鐵。 2．下列有關(guān)金屬及其化合物的說法正確的是 (　　) A．堿金屬從上到下熔沸點逐漸升高，密度逐漸增大，硬度逐漸減小 B．第三周期的金屬元素從左到右金屬性逐漸減小，硬度逐漸減小 C．鈉既是常見金屬，又是輕金屬，過氧化鈉可作供氧劑 D．明礬是一種凈水劑，經(jīng)它凈化過的水不需再消毒殺菌 答案　C 解析　堿金屬從上到下熔沸點逐漸降低；第三周期的金屬元素從左到右硬度逐漸增大；明礬凈水是除去水中的懸浮顆粒和雜質(zhì)，使水澄清，但不能殺菌消毒。 3．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．鎂合金的硬度和強度均高于純鎂 答案　D 解析　A項不銹鋼都含有C等非金屬元素；流通硬幣材質(zhì)是合金，明代還沒有鋁制品，B、C錯；D項一般來說合金熔點比其成分金屬低，硬度、強度比其成分金屬大。 4．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是 (　　) A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg B．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)Al C．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D．加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 答案　B 解析　制備單質(zhì)Mg應該用電解熔融MgCl2的方法；制備單質(zhì)Na采用電解熔融NaCl 的方法；制備單質(zhì)Cu用熱還原法。 5．氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應物”在40～50 ℃時反應可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是 (　　) A．這里的“另一種反應物”具有還原性 B．CuH可作氧化劑、還原劑 C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃燒) D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常溫) 答案　C 解析　C項中Cl2具有強氧化性，產(chǎn)物應為CuCl2和HCl。 6．某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到目的的是(　　) A．將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色 B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成 C．將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體 D．將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠 答案　D 解析　A項反應后應將反應后液體倒入盛水的燒杯中；B項應將銅絲在空氣中加熱到紅熱后伸入盛裝氯氣的集氣瓶中；C項CuCl2水解生成的鹽酸易揮發(fā)，加熱蒸干CuCl2溶液得不到無水CuCl2固體。 7．某化學小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗方案： 方案Ⅰ：銅鋁混合物測定生成氣體的體積 方案Ⅱ：銅鋁混合物測定剩余固體的質(zhì)量 下列有關(guān)判斷中不正確的是 (　　) A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B．溶液A和B均可以選用稀硝酸 C．若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小 D．實驗方案Ⅱ更便于實施 答案　B 解析　銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應時，均只有Al參加反應，因此A正確；若A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應，方案Ⅱ中無固體剩余，B錯誤；當B選用濃HNO3時，鋁鈍化生成氧化膜，所測鋁的質(zhì)量偏大，則銅的質(zhì)量分數(shù)偏小，C正確；方案Ⅰ需收集氣體，并需要將其轉(zhuǎn)化為標準狀況，不如方案Ⅱ稱固體質(zhì)量方便，D正確。 8．(xx安徽理綜，12)右圖是三種稀酸對FeCr合金隨Cr含量 變化的腐蝕性實驗結(jié)果，下列有關(guān)說法正確的是 (　　) A．稀硝酸對FeCr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱 B．稀硝酸和鐵反應的化學方程式是Fe＋6HNO3(稀) ===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O C．Cr含量大于13%時，因為三種酸中硫酸的氫離子濃度最大， 所以對FeCr合金的腐蝕性最強 D．隨著Cr含量增加，稀硝酸對FeCr合金的腐蝕性減弱 答案　D 解析　根據(jù)圖可知，Cr的含量不同，三種酸對FeCr合金的腐蝕性不同，當w(Cr)較小時，稀硝酸對其腐蝕性最強，A不正確；鐵與稀硝酸反應生成的是NO而不是NO2，B錯；三種酸的質(zhì)量分數(shù)相同，鹽酸中的氫離子濃度最大，C錯；根據(jù)圖中稀HNO3的曲線變化，可知D正確。 9．銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學習小組取0.98 g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體，將其加熱有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖1所示。 另外，某同學繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素質(zhì)量的關(guān)系曲線，如圖2所示。則下列分析正確的是 (　　) A．圖1中產(chǎn)物a、b的化學式分別為Cu2O和CuO B．圖1整個過程中共生成0.26 g H2O C．圖2三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量的關(guān)系曲線是曲線A D．圖2中繪制錯誤的曲線共2條 答案　D 解析　0.98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01 mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01 mol80 gmol－1＝0.80 g，所以a點是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005 mol144 gmol－1＝0.72 g，所以b點是Cu2O，A錯誤。根據(jù)化學方程式4CuO2Cu2O＋O2↑，過程中有氧氣產(chǎn)生，B錯誤。CuO和其所含銅元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g計算)為10 g CuO中含8 g銅元素，觀察圖2知，曲線B符合上述質(zhì)量關(guān)系(表示的是CuO)。而曲線A上的任何一點都表示金屬氧化物的質(zhì)量小于其所含金屬元素的質(zhì)量，這是錯誤的，曲線C不符合Cu2O和其所含的銅元素的質(zhì)量關(guān)系，所以C錯誤、D正確。 10．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，下表為四種金屬的熔、沸點： Na Cu Al Fe 熔點(℃) 97.5 1 083 660 1 535 沸點(℃) 883 2 595 2 200 3 000 根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷其中不能形成合金的是 (　　) A．Cu和Al B．Fe和Cu C．Fe和Na D．Al和Na 答案　C 解析　兩種金屬若形成合金，一種金屬的熔點不能超過另一種金屬的沸點。 11．堿式碳酸銅可表示為xCuCO3yCu(OH)2zH2O，測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。 (1)現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題： ①寫出xCuCO3yCu(OH)2zH2O與氫氣反應的化學方程式：_________________ ____________________________________________________________________； ②實驗裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是________________________________________________(填入儀器接口字母編號)； (a)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(l) ③稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品，充分反應后得到12.7 g殘留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g 水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為________g，化學式為_________________； (銅的相對原子質(zhì)量按63.5計算) (2)某同學以氮氣代替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認為是否可行并請說明理由：_________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)①xCuCO3yCu(OH)2zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O ②a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l ③1.8　CuCO3Cu(OH)2H2O (2)可行，根據(jù)反應xCuCO3yCu(OH)2zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O↑，以及堿式碳酸銅樣品、CuO、CO2和H2O的質(zhì)量(或其中任意三個量)，即可計算出其組成 解析　(1)①堿式碳酸銅與H2的反應，可以理解成堿式碳酸銅在加熱條件下分解成CuO、CO2和H2O，CuO與H2在加熱條件下生成Cu和H2O，所以xCuCO3yCu(OH)2zH2O與H2反應的化學方程式為xCuCO3yCu(OH)2zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋(x＋2y＋z)H2O＋xCO2。 ②本實驗需要解決及注意的幾個問題是： a．H2在與堿式碳酸銅反應之前，先用盛水的洗氣瓶除去HCl雜質(zhì)，再用盛濃H2SO4的洗氣瓶除去水蒸氣。 b．H2與堿式碳酸銅反應后，應先用盛濃H2SO4的洗氣瓶吸收并測量反應生成水的質(zhì)量，再用盛堿石灰的U形管來吸收并測量生成CO2的質(zhì)量。 c．為防止空氣中的CO2及水蒸氣被盛堿石灰的U形管吸收，最后應再加一個盛堿石灰的干燥管。 綜合考慮以上問題，可決定儀器的連接順序是： a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l③?。簄(CO2)＝＝0.1 mol，所以樣品中：n(CuCO3)＝0.1 mol； ⅱ：反應后Cu的質(zhì)量為12.7 g，則n(Cu)＝＝0.2 mol，根據(jù)銅元素守恒，則有樣品中n[Cu(OH)2]＝0.2 mol－0.1 mol＝0.1 mol； ⅲ：樣品中結(jié)晶水的物質(zhì)的量：n(H2O)＝－0.1 mol－0.2 mol＝0.1 mol，所 以樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為18 gmol－10.1 mol＝1.8 g；樣品的化學式為 CuCO3Cu(OH)2H2O。 (2)可以，由于N2與CuO不反應，通過實驗測得樣品的質(zhì)量、反應后生成的CuO的質(zhì)量、CO2的質(zhì)量及H2O的質(zhì)量，經(jīng)化學計算可確定x、y、z的值。 12．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)圖中標號處需加入的相應物質(zhì)分別是 ①____________、②____________、③____________、 ④____________、⑤____________。 (2)寫出①處發(fā)生反應的離子方程式_____________________________________ ____________________________________________________________________； 寫出③處發(fā)生反應的化學方程式_______________________________________。 (3)鐵紅的化學式為________；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___________________________________________________________。 答案　(1)①鐵屑　②稀硫酸?、巯∠跛帷、軞溲趸c ⑤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　用作紅色顏料　用作制造銅鹽的原料 解析　(1)本實驗的目的是用廢鐵屑、常用的酸和堿，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。而廢水中含有Fe3＋、Cu2＋、Au3＋，因此首先加入廢鐵屑將Cu和Au都置換出來。Cu和Au的分離可以利用Cu與稀硝酸能反應而Au不能將其分離，Cu2＋和Fe2＋分別加入堿使其轉(zhuǎn)化為沉淀，灼燒分別生成它們的氧化物。 (2)由于廢水顯酸性，又含有Cu2＋、Au3＋、Fe3＋，因此加入鐵屑發(fā)生反應的離子方程式為 Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ 3Fe＋2Au3＋===2Au＋3Fe2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (3)鐵紅的化學式為Fe2O3，鐵紅常用作紅色顏料，氧化銅常用作制銅鹽的原料。 13．Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO45H2O的流程圖。 Cu2SCuCu2O、CuOAB膽礬 (1)Cu2S中銅元素的化合價為________，火法煉銅的反應原理是______________(用化學方程式表示)。 (2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍色，且有紅色物質(zhì)生成，請寫出生成紅色物質(zhì)的離子方程式：__________________________________。 (3)若將A中紅色物質(zhì)反應掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是________(填字母序號)。 A．適量的NaNO3 B．適量的HNO3 C．適量的H2O2 (4)若B溶液的體積為0.2 L，電解B溶液一段時間后溶液的pH由2變?yōu)?(體積變化忽略不計)，此時電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________。 (5)取5.0 g膽礬樣品逐漸升高溫度使其分解，分解過程的熱重曲線如圖所示。通過計算確定258 ℃時發(fā)生反應的化學方程式：________________，e點對應物質(zhì)的化學式為________(計算過程略去)。 答案　(1)＋1　Cu2S＋O22Cu＋SO2 (2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O (3)C (4)0.018 mol (5)CuSO4H2OCuSO4＋H2O　Cu2O 解析　(1)Cu2S中銅為＋1價，火法煉銅中Cu、O被還原，S被氧化，反應原理為Cu2S＋O22Cu＋SO2。 (2)生成的紅色物質(zhì)為Cu，Cu2O與硫酸發(fā)生氧化還原反應：Cu2O＋2H＋===Cu＋ Cu2＋＋H2O。 (4)根據(jù)2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑(轉(zhuǎn)移4e－)，電解后生成的n(H2SO4)＝n(H＋)＝(0.1 molL－1－0.01 molL－1)0.2 L＝0.009 mol，故轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.018 mol。 (5)設(shè)258 ℃時反應前后固體的摩爾質(zhì)量為M1 gmol－1、M2 gmol－1，則5.00∶3.56∶3.20＝250∶M1∶M2，解得M1＝178，M2＝160。對應的固體分別為CuSO4H2O、CuSO4，故258 ℃時發(fā)生反應的化學方程式為CuSO4H2OCuSO4＋H2O。同理可以推斷d處物質(zhì)為1.60 g CuO，而e處物質(zhì)的質(zhì)量為1.44 g，為0.01 mol Cu2O。 14．已知某混合金屬粉末中，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請設(shè)計合理實驗探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在。 僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1 molL－1硫酸、2 molL－1硝酸、2 molL－1 NaOH溶液、20% KSCN溶液。 完成以下實驗探究過程： (1)提出假設(shè) 假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有________元素； 假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有________元素； 假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素。 (2)設(shè)計實驗方案 基于假設(shè)3，設(shè)計出實驗方案(不需在答題卡上作答) (3)實驗過程 根據(jù)(2)的實驗方案，敘述實驗操作，預期現(xiàn)象和結(jié)論。 編號 實驗操作 預期現(xiàn)象與結(jié)論 ① ② ③ ④ 答案　(1)Cu　Fe(答案順序可交換) (3) 編號 實驗操作 預期現(xiàn)象與結(jié)論 ① 用藥匙取少許樣品，加入試管A中，再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應后，靜置，棄去上層清液，剩余固體備用。 樣品部分溶解，并有氣體放出。 ② 往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應后，靜置。取上層清液于試管B中，剩余固體備用。 固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵。 ③ 在試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液。 溶液先變成黃色，加KSCN后顯血紅色，結(jié)合②可知，一定含鐵。 ④ 往②剩余固體中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液。 固體溶解，有無色刺激性氣體產(chǎn)生并很快變成紅棕色，溶液顯藍色，加NaOH溶液后有藍色沉淀產(chǎn)生，一定含銅。 解析　考查學生對元素化合物性質(zhì)的掌握；考查學生對物質(zhì)進行檢驗的實驗技能和對實驗室常用儀器的主要用途和使用方法的了解；考查學生設(shè)計實驗方案的能力和對常見物質(zhì)進行分離、提純和檢驗的能力；考查學生運用相關(guān)知識進行綜合分析的方法，以及運用正確的化學術(shù)語與文字等表達分析解決問題的過程，并做出合理解釋的能力。 15.某學習小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分數(shù) 和鋁的相對原子質(zhì)量。 (1)A中試劑為________。 (2)實驗前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 _________________________________________________ _______________________。 (3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還有：①記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；④由A向B滴加足量試劑。上述操作的順序是________(填序號)；記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應______________。 (4)B中發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________ ____________________________________________________________________。 (5)若實驗用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g，測得氫氣體積為b mL(已換算為標準狀況)，B中剩余固體的質(zhì)量為c g，則鋁的相對原子質(zhì)量為____________。 (6)實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將__________(填“偏大”、“偏小”或“不受影響”)。 答案　(1)NaOH溶液　(2)除去鋁鎂合金表面的氧化膜 (3)①④③②　使D和C的液面相平 (4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (5)　(6)偏小 解析　(1)觀察實驗裝置圖可知是用定量集氣法完成實驗目的，故A中應盛NaOH溶液，在B中發(fā)生反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (2)目的是除去鋁鎂合金表面的氧化膜。 (3)正確順序應為①④③②；為使C中氣體的壓強與外界大氣壓相等，還應使D與C的液面相平。 (5)據(jù)2Al　　　～　　　3H2 2 mol 3 mol 　　 得M(Al)＝ (6)據(jù)w(Al)＝100%的計算公式可知未洗滌不溶物會造成鋁的質(zhì)量分數(shù)偏小。