1、第4讲用途广泛的金属材料开发利用金属矿物课时集训测控导航表考点基础题组能力题组挑战题组合金及常见金属材料1,47,9铜及其化合物3,510,1214金属矿物的开发和利用2,68,11综合13151.下列有关金属的说法不正确的是(C)A.纯铁比生铁的抗腐蚀性强B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金C.铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属D.人体缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血解析:铝是活泼金属,其在空气中耐腐蚀是因为铝表面形成了一层致密的氧化膜。2.下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是(D)A.电解MgCl2水溶液制备金属MgB.利用铝热反应制备金属AlC.加热分解Fe2O3的方法制备金属铁D.用火法或
2、湿法均可制备金属铜解析:电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2,得不到Mg,应电解熔融的MgCl2冶炼Mg,A错误;铝热反应是Al和某些金属氧化物反应,B错误;铁的冶炼是用CO还原Fe2O3,C错误。3.(2016甘肃天水月考)下列实验前后,铜的质量一定发生变化的是(B)A.铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇B.铜片放入酸化的硝酸钠溶液C.铜和铁的混合物放入稀硝酸D.铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电解析:A中由于氧化铜能够和乙醇反应生成乙醛和铜,铜变成氧化铜,氧化铜又被还原成铜,最终铜质量没有变化;B中铜和稀硝酸反应生成硝酸铜,质量一定减少;铁还原性大于铜,铁先参加反应,若是铁足量,铜的
3、质量不变;铜、锌构成的原电池,锌是负极,铜是正极,质量不变。4.现代飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(D)A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物B.铝锂合金的硬度比锂大C.铝锂合金的熔沸点比铝低D.铝锂合金耐酸碱腐蚀解析:铝锂合金中的铝能与酸和碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。5.铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是(C)A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C.工业上常采用电解法制取粗铜D
4、.在上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是Cu2S解析:工业上常用电解法精炼铜。6.用铝热反应还原下列物质,制得金属各1 mol时,消耗铝最少的是(D)A.MnO2 B.Cr2O3C.V2O5 D.Fe3O4解析:制得1 mol金属需要电子最少的消耗铝最少。AD项制得1 mol金属需要电子的物质的量依次为4 mol、3 mol、5 mol、 mol。7.钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等的区域。下列说法正确的是(C)A.金不溶于任何溶液B.铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物C.铜锌合金的熔点低于铜或锌
5、的熔点DCu的质子数和中子数之差为34解析:金能够溶于王水,A错误;铜在空气中被腐蚀生成铜绿,主要成分是Cu2(OH)2CO3,B错误Cu的质子数和中子数之差为(63-29)-29=5,D项错误。8.下列制备金属单质的方法或原理正确的是(B)A.在高温条件下,用H2还原MgO制备单质MgB.在通电条件下,电解Al2O3和Na3AlF6的熔融体制备单质AlC.在通电条件下,电解饱和食盐水制备单质NaD.加强热,使CuO在高温条件下分解制备单质Cu解析:制备单质Mg应用电解熔融MgCl2的方法;制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法;制备单质Cu用热还原法。9.导学号 16972083工业生产中常
6、将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断,不宜用上述方法制取的合金是(D)金属NaKAlCuFe熔点()97.563.66601 0831 535沸点()8837742 4672 5672 750A.FeCu合金 B.CuAl合金C.AlNa合金 D.CuNa合金解析:铜的熔点为1 083 ,钠的沸点为883 ,将铜和钠加热到1 083 ,铜变成了液态,而钠在这时就会变成气态,不会熔合到一起,不能形成合金。10.氢氧化铜和碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种
7、化合物均能分解生成氧化铜。溶解25.25 g的上述混合物,恰好消耗 1.0 molL-1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物,得到的氧化铜质量为(B)A.15 gB.20 gC.30 gD.35 g解析:用盐酸溶解上述混合物,最后所得溶液为CuCl2溶液,根据Cl-守恒得n(CuCl2)=0.25 mol,n(CuO)=0.25 mol,其质量为0.25 mol80 gmol-1=20 g。11.铅的冶炼大致过程如下:富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗铅:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是(D)A.浮选法富集方铅矿的
8、过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbOC.整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移2 mol电子D.将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳解析:富集方铅矿的过程属于物理变化,A错误;方铅矿焙烧反应中还原产物除PbO外还有SO2,B错误;整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移8 mol电子,C错误。12.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(C)A.实验中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
9、C.实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2OD.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,也可以和稀硫酸反应解析:中发生反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,溶液为蓝色,试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原为NO,A错误;中加稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性,继续与Cu反应,B、D错误。13.导学号 16972084铝热反应是铝的一个重要性质。某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧,火星四射等缺点,将实验改成以下装置,取磁性氧化铁用如图A
10、装置进行铝热反应,冷却后得到“铁块”混合物。(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂,其原因是 。(2)该铝热反应的化学方程式为 。(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量,加入如图B装置,滴入足量NaOH溶液充分反应,测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量。试回答下列问题:量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成,该仪器的名称为 。量气管在读数时必须进行的步骤是 。取1 g样品进行上述实验,共收集到44.8 mL气体(换算成标准状况下),则铝的百分含量为。装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通,除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外,还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶
11、管,测出铝的百分含量将会(填“偏大”或“偏小”)。解析:(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热,所以能代替镁条作引火剂。(2)铝和磁性氧化铁反应的化学方程式为8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。(3)量气管的量具部分底部是连接橡胶管,结合实验量具可知是碱式滴定管的部分结构。对量气管读数时,首先等实验装置恢复到室温再调节量气管使左右液面相平,最后读数时视线与凹液面最低处相平。标准状况下,44.8 mL气体的物质的量为0.002 mol,据2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,得w(Al)=(0.002 mol23)27 gmol-11 g100%=3.6%。若装置无橡胶管,随
12、着液体流下试管中压强增大,在排液过程中会使排出的液体增多,测出的铝的百分含量偏大。答案:(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe(3)碱式滴定管冷却至室温并调节量气管使左右液面相平,读数时视线与凹液面最低处相平3.6%偏大14.取一定质量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物,将其分成两等份并进行下列转化:则转化过程中所加稀HNO3的物质的量浓度为(D)A.4.4 molL-1B.3.6 molL-1C.4.0 molL-1D.3.2 molL-1解析:设其中一份中n(Cu)=x,n(Cu2O)=y,n(CuO)=z,依得失电子守恒和氧元素守恒,有即x
13、+2y+z=0.7 mol亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0.7 mol,则500 mL稀硝酸中,n(HNO3)=0.7 mol2+0.2 mol=1.6 mol,故有c(HNO3)=3.2 molL-1。15.导学号 16972085工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl),其工艺流程如图所示:试根据上图转化回答下列问题:(1)工业生产Cl2时,尾气常用石灰乳吸收,而不用烧碱溶液吸收的原因是 。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2,试写出反应的化学方程式: 。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl,为什么不用一步法制得CuCl?(已知Cu2+Cu+2Cl-2C
14、uCl) 。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是 ,加入NaCl且过量的原因是 。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是 。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀,试写出该反应的离子方程式: 。解析:(1)主要从原料经济性的角度来回答。(2)产物 NaCuCl2 中Cu的化合价为+1价,因此还原过程发生的是归中反应。(3)主要考查盐类水解和化学平衡知识。(4)产品用水和酒精淋洗的效果是不同的,酒精沸点低,易挥发,产品易晾干,可防止CuCl被空气氧化。(5)反应中CuCl2被还原为CuCl,则SO2被氧化为S。答案:(1)石灰乳来源丰富,成本低(2)CuCl2+2NaCl+Cu2NaCuCl2CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行(3)防止Cu2+水解增大NaCl的浓度有利于生成更多的NaCuCl2,提高产率(4)使CuCl尽快干燥,防止被空气氧化(5)2Cu2+2Cl-+SO2+2H2O2CuCl+4H+S