1、金属材料基础巩固1.(2020全国2,7)北宋沈括梦溪笔谈中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是()A.胆矾的化学式为CuSO4B.胆矾可作为湿法冶铜的原料C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应2.(2020河北邢台月考)我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是()A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿C.本草纲目中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜D.
2、用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机化合物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.铝及其合金是生产、生活中广泛使用的材料,是因为铝的冶炼方法比较简单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4.(2020江西第一次大联考)向铝、铁两种金属粉末的混合物中加入过量的盐酸,过滤后向滤液中加入过量的烧碱溶液,再过滤,滤液中大量存在的离子有()A.Fe3+B.Al(OH)4-C.Al3+D.
3、Fe2+5.(2020广西南宁模拟)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案:铜铝混合物测定生成气体的体积方案:铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小C.溶液A和B均可选用稀硝酸D.实验室中方案更便于实施6.(2020北京化学等级性考试)近年来,我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是()A.“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料钛合金B.“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料砷化镓C.“长征五号”运载火箭使用的高效燃料液氢D
4、.“C919”飞机身使用的复合材料碳纤维和环氧树脂能力提升7.(2020山东临沂高三模拟)明矾KAl(SO4)212H2O是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如下图所示。下列叙述错误的是()A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al和FeC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO38.(2020山东师范大学附中月考)以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下:下列说法正确的是()A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜B.电解时用粗银作为阴极,硝酸银溶液为电解质溶液C.用稀硫酸
5、处理渣料时主要发生了氧化还原反应D.从滤液B中可以提取绿矾(FeSO47H2O)9.(2020北京月考)铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,实验过程及现象如下:下列说法不正确的是()A.反应产生的气体是H2B.反应为Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-C.反应的白色沉淀是Al(OH)3D.黑色固体中不含Al和Fe3O4拓展深化10.(2020北京化学,17)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。已知:浓硝酸不能单独将Au溶解。HAuCl4H+AuCl4-(1)酸溶后经操作,将混合物分离。(2)浓、稀硝酸均可作酸溶试
6、剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:。(3)HNO3-NaCl与王水V(浓硝酸)V(浓盐酸)=13溶金原理相同。将溶金反应的化学方程式补充完整:Au+NaCl+HNO3HAuCl4+NaNO3关于溶金的下列说法正确的是。A.用到了HNO3的氧化性B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉将溶液中的1 mol HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是 mol。(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不
7、同)。试剂1是,试剂2是。课时规范练15金属材料1.A胆矾的化学式为CuSO45H2O,A错误;湿法冶铜是用铁与CuSO4溶液反应置换出铜:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,B、D正确;“熬之则成胆矾”是利用蒸发浓缩、冷却结晶,产生CuSO45H2O晶体,C正确。2.C我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,A项正确;将青铜器放在银质托盘上,可能会形成原电池,Cu比银活泼,会加快铜的腐蚀,所以青铜器容易生成铜绿,B正确;本草纲目中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,为铜锈蚀生成的碱式碳酸铜,C错误;用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机化合
8、物,D项正确。3.D铁用CO还原法炼制,A项错误;因为Al有良好的性能,才被广泛使用,B项错误;氯化铝是共价化合物,熔融时不导电,工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝,C项错误;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,D项正确。4.B铝、铁两种金属都能与盐酸充分反应,发生反应的化学方程式为2Al+6H+3H2+2Al3+、Fe+2H+Fe2+H2,过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠溶液,发生反应H+OH-H2O、Fe2+2OH-Fe(OH)2、Al3+4OH-Al(OH)4-,铁元素存在于沉淀中,铝元素存在于AlO2-中,因此有大量的Al(OH)4-存在于溶液中。5.C盐酸和A
9、l反应,剩余Cu,利用产生H2的体积,可求出Al的质量分数,从而得出Cu的质量分数;若用NaOH溶液和Al反应,根据产生H2的体积,也可求出Cu的质量分数,A项正确;浓硝酸和Cu反应,使铝钝化,使剩余固体的质量偏大,从而使测得Cu的质量分数偏小,B项正确;如果选用稀硝酸,稀硝酸与Cu、Al均反应,就会造成方案中没有固体剩余,C项错误;无论选用NaOH溶液还是盐酸,最后剩余的固体都是Cu,利用方案直接测固体的质量比较方便,而方案测气体的体积比较麻烦,方案更便于实施,D项正确。6.A钛合金是合金材料,属于金属材料,A项正确;砷化镓是化合物,B项错误;液氢为液态氢气,C项错误;碳纤维和环氧树脂构成复
10、合材料,D项错误。7.D易拉罐作为可再生资源,其回收再利用对经济效益、社会效益的提高、环境的保护等方面有着巨大的促进作用,A正确;易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe,因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe,B正确;“沉淀”反应是铁离子反应生成氢氧化铁的反应,C正确;铝离子与碳酸氢根离子相互促进水解生成氢氧化铝沉淀,硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根,不水解,不与铝离子反应,D项错误。8.D由流程可知,粗铜中含有少量铁,铁和铜都能溶于过量的稀硝酸中,过滤后低温干燥得不到纯铜,选项A错误;电解时,粗银为阳极,纯银为阴极,选项B错误;渣料的主要成分为氧化铜,还含有少量的氧化铁,两种金属氧化物均能与
11、稀硫酸反应,反应后元素化合价均没有发生变化,没有发生氧化还原反应,选项C错误;滤液B中的溶质主要是硫酸亚铁,采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到绿矾,选项D正确。9.D探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,由实验可知,黑色固体与稀硫酸反应生成气体,黑色固体可能含有铝或者铁或者二者都有。向溶液b中加KSCN溶液不变色,可知溶液b不含铁离子;黑色固体与NaOH溶液反应无气体,则一定不含Al,则黑色固体含有铁。溶液a与二氧化碳反应生成白色沉淀为氢氧化铝,则黑色固体中一定含氧化铝。反应产生的气体是H2,为金属与稀硫酸反应生成,故A正确;黑色固体含氧化铝,则反应为Al2O3+2
12、OH-+3H2O2Al(OH)4-,故B正确;反应中Al(OH)4-与二氧化碳反应,可知白色沉淀是Al(OH)3,故C正确;黑色固体中不含Al,可能含Fe3O4,故D错误。10.答案(1)过滤(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)45NO2H2O4AC(4)1.5(5)NaCl溶液盐酸解析:废旧CPU中的单质有Au(金)、Ag和Cu,加入硝酸进行反应,金不能反应,Ag和Cu转化为铜离子和银离子进入溶液,含金的固体与硝酸和氯化钠的混合溶液反应,金转化为HAuCl4,HAuCl4经锌粉还原分离可得到金。(1)Au(金)、Ag和Cu经酸溶后得到金、铜离子和银离子的混
13、合溶液,经过过滤可将固体和液体分开,从而将混合物分离。(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为83mol;铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为4mol;则消耗HNO3的物质的量少的反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。(3)根据化合价的变化规律可知,金元素的化合价从0价升高到+3价,是还原剂,硝酸是氧化剂,氮元素的化合价从+5价降低到+2价,产物有一氧化氮生成,根据质
14、量守恒,生成物中还有水,则反应的化学方程式为Au+4NaCl+5HNO3HAuCl4+2H2O+NO+4NaNO3;溶金过程中硝酸显示了氧化性,故A正确;王水中浓盐酸提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,浓盐酸的主要作用是增强硝酸的氧化性,故B错误;HNO3-NaCl与王水V(浓硝酸)V(浓盐酸)=13溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确。(4)由于HAuCl4H+AuCl4-,若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,HAuCl4中金元素的化合价为+3价,被锌还原为0价,锌的化合价从0价升高到+2价,根据得失电子守恒可知,还原1molHAuCl4消耗Zn的物质的量为1.5mol,则参加反应的Zn的物质的量是1.5mol。(5)根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3中加入试剂3后得到的是二氨合银离子,则试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1是氯化铜溶液,向氯化铜溶液中加入过量铁粉得到铜和FeCl2,再加入试剂2,过滤后得到铜单质,则试剂2是盐酸,可除去过量的铁粉,二氨合银离子经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离。经过前面的分析可知,试剂1是NaCl溶液,试剂2是盐酸。
