1、第4节金属材料与金属矿物利用一、单项选择题(本大题共24分，每小题4分，每小题只有一个正确选项)1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()。合金的性质与其组成金属的性质不完全相同；火烧孔雀石Cu2(OH)2CO3也属还原法；金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子；工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的；越活泼的金属越难冶炼。A B只有C D2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
2、NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验方案更便于实施3下列有关金属的说法中，正确的是()。在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用；纯铁比生铁抗腐蚀性更强；单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属；正常人体缺钙会引起骨质疏松症，缺铁会引起贫血等疾病；青铜、不锈钢、硬铝都是合金；可通过焰色反应区分钾元素和钠元素。A BC D4下列有关金属及其化合物的说法正确的是()。A1 L生理盐水(0.9%NaCl溶液)中含有9 mol NaB出土的古代铜制品表面覆盖着铜绿，其主要成分是CuOC装修门窗使用的铝合金材料的硬度比
3、铝小，熔点比铝低D节日燃放的烟花是某些金属元素发生焰色反应所呈现出来的色彩5铜的冶炼过程大致可分为：富集，将硫化物矿进行浮选；焙烧，主要反应为：2CuFeS24O2=Cu2S3SO22FeO(炉渣)；制粗铜，在1200 发生的主要反应为：2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S=6CuSO2；电解精炼铜。下列说法正确的是()。A冶炼过程中的尾气可用来制硫酸B上述过程中，由1 mol CuFeS2制取1 mol Cu时共消耗2 mol O2C在反应2Cu2OCu2S=6CuSO2中，只有Cu2O作氧化剂D电解精炼铜的过程中，每转移1 mol电子时，阳极溶解铜的质量为32 g6下列
4、关于生铁和钢的叙述，正确的是()。A由铁矿石炼成铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化B用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀C生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大D它们都能完全溶解在盐酸中二、双项选择题(本大题共12分，每小题6分，每小题有二个正确选项。选对一个给3分，选错一个不给分)7镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，已大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金的性质的叙述中，正确的是()。A此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B此合金能全部溶解于稀盐酸中C此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D此合金的硬度比镁和铝的硬度都大8铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确
5、定为食品污染源之一，并加以控制。铝在下列使用场合中，必须加以控制的是()。A制造炊具 B制防锈油漆 C制牙膏皮 D炼铝厂制造铝锭三、非选择题(本大题共64分)9(16分)(2012年山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收(填序号)。a浓硫酸 b浓硝酸 cNaOH溶液 d氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是 _ (注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为：_。(4)CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含
6、Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_(填序号)。a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2CuO22H2SO42CuSO4 2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为：_。10(16分)(2013年山东高考)废旧硬质金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阴极主要的电极反应式为：_。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_，回收
7、的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。(3)溶液I的主要成分是_，若洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_。(4)将Co2O3还原成钴粉的化学反应方程式为：_。11(16分)(2012年全国新课标)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000 左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是：_、_，反射炉内生成炉渣的主要成分是_；(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%5
8、0%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是：_、_；(3)粗铜的电解精炼如下图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为：_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。12(16分)某化学探究小组拟用铜片制取Cu(NO3)2，并探究其化学性质。、他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀硝酸反应制取硝酸铜。(1)如果直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜，可能导致的两个不利因素
9、是_、_。(2)实验中铜粉应该放在_(填“蒸发皿”“坩埚”或“烧杯”)中灼烧。欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是_、_、过滤。、为了探究Cu(NO3)2在酸性条件下跟铁单质的反应。他们取一支试管，加入Cu(NO3)2溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。(3)反应中最先起氧化作用的是_。(4)该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤预期现象与结论步骤1：观察样品溶液呈蓝绿色，_(填“能”或“不能”)确定产物中铁元素的价态步骤2：取少量溶液，滴
10、加酸性KMnO4溶液_步骤3：_ _若溶液变为红色，说明产物中含3价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含3价的铁元素第4节金属材料与金属矿物利用1B解析：合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，正确；火烧孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭还原为单质Cu，属于还原法制取，正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法，错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，、正确。2B解析：铜铝混合物与盐酸或NaOH溶液反应时，均只有Al参加反应，因此A项正确；若A、B均选用稀硝酸，
11、则两种金属均可反应，方案中无固体剩余，B项错误；当B选用浓硝酸时，铝表面钝化生成氧化膜，所测铝的质量偏大，则铜的质量分数偏小，C项正确；方案需收集气体，并需要将其转化为标准状况，不如方案称固体质量方便，D项正确。3A解析：性质活泼的金属很难以游离态存在，一般被人们发现使用得较晚，错误；生铁中含有杂质，会形成原电池，比纯铁较易被腐蚀，正确；单质铝不易被腐蚀，是因为其与氧气反应在表面形成致密的氧化膜，保护内部金属不被腐蚀，错误。4D解析：生理盐水的浓度大概为0.1538 molL1，A错误；铜绿主要成分为碱式碳酸铜，B错误；合金硬度比其成分强，熔点比其成分低，C错误。5A解析：1 mol CuFe
12、S2反应，焙烧时需要氧气2 mol，生成的Cu2S转化为Cu2O还需要氧气，B错误；C项反应中作氧化剂的除Cu2O外还有Cu2S，C错误；电解精炼铜时，阳极除溶解铜外还溶解比较活泼的金属，当转移1 mol电子时，溶解铜的量小于0.5 mol，D错误。6B解析：铁矿石炼铁和生铁炼钢都是化学变化，A错误；用铁制容器盛放硫酸铜溶液，因为发生化学反应要消耗铁，所以容器易被腐蚀，B正确；生铁和钢都是铁、碳合金，它们含碳量不同，在机械性能和用途上存在很大的差异，C错误；因为生铁和钢中的碳常温下稳定性好，不与稀盐酸反应，故生铁和钢不能全部溶于稀盐酸中，D错误。7BD解析：合金的熔点一般情况下低于其组分金属的
13、熔点，A错误；镁不与氢氧化钠反应，C错误。8AC9(1)c、d(2)Fe3酸取少量溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色(3)2Al3Cu2O6CuAl2O3(4)b、d(5)O24H4e=2H2O解析：(1)冰铜中含硫元素，焙烧后生成SO2，可用NaOH或者氨水吸收。(2)在冰铜吹炼成粗铜的过程中，冰铜中的非铜元素依次氧化，硫进入烟气，铁进入熔渣。熔渣B用硫酸溶解后所得溶液加入KSCN显红色，说明溶液中存在Fe3，Fe2可利用其还原性进行检验，取少量溶液加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾溶液颜色变浅或褪去说明含有Fe2。(3)利用铝的还原性冶炼铜：2Al3Cu2O3CuAl2O3。(
14、4)电解精炼铜时利用了电解原理，电能转化为化学能，也有少量转化为热能。电解精炼时粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，阴极上发生还原反应，电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，在阴极上得电子，粗铜中的不活泼金属不能失电子，以阳极泥的形式沉积在阳极附近，此题应选b、d。(5)正极上O2得电子与H结合生成H2O：O24H4e=2H2O。10(1)2H2e=H2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3 3H2=2Co3H2O解析：(1)电解时Fe、Co在阳极被氧化为氯化亚铁和氯化钴，阴极氢离子被还原。(2)加入双氧水把亚铁离子氧化为三价铁
15、离子，再通入氨气反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵；而氯化钴留在洗涤液中，回收洗涤液目的是回收Co。(3)加入草酸铵后氯化钴转化为CoC2O4沉淀，所以溶液I中主要剩余氯化铵，CoC2O4沉淀表面的氯化铵溶液焙烧时会分解产生NH3和HCl污染大气。11(1)2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO22FeS3O22FeO2SO2FeSiO3(2)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2(3)cCu22eCuAu、Ag以单质形式沉积在电极c(阳极)附近，Fe以Fe2形式进入电解液中解析：(1)根据题目信息可知，发生的两个主要反应分别是：2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2；2
16、FeS3O22FeO2SO2。炉渣的主要成分有Cu2S、FeS、FeO三种物质。(2)根据题目信息可写出所发生的化学方程式分别为：2Cu2S3O22Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S6CuSO2。(3)在粗铜的精炼中，粗铜与电源正极相连作阳极，金属失去电子，变成阳离子进入溶液；精铜与电源负极相连，做负极。电极d上发生的电极反应式为：Cu22e=Cu。Au、Ag以单质形式沉积在电极c(阳极)附近，Fe以Fe2 形式进入电解液中。12(1)生成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多产生污染物NO(2)坩埚蒸发浓缩冷却结晶(3)HNO3(或H和NO)(4)不能若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明
17、产物中含2价铁元素；若KMnO4溶液不褪色或红色不变浅，则说明产物中不含2价铁元素另取少量溶液，滴加KSCN溶液解析：(1)由反应3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O与3CuO6HNO3(稀)=3Cu(NO3)26H2O相比，生成等物质的量的Cu(NO3)2前者消耗HNO3多，而且生成的NO污染空气。(2)固体的灼烧应放在坩埚中进行；从溶液中得到硝酸铜晶体应先蒸发浓缩再冷却结晶，最后过滤。(3)Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液中有H、NO，相当于有HNO3，能氧化铁粉。(4)步骤1：Fe2在溶液中为浅绿色，Fe3在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；步骤2：酸性KMnO4溶液具有氧化性，能够氧化Fe2，因此若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含2价的铁元素，否则不含；步骤3：为检验溶液中是否含有3价的铁元素，现象为溶液变为红色，因此用的试剂是KSCN溶液。