2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其重要化合物 第4節(jié) 金屬材料及金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用模擬預(yù)測(cè)通關(guān) 新人教版.doc

第4節(jié) 金屬材料及金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用一、選擇題1中國(guó)銀行發(fā)行的中國(guó)航天普通紀(jì)念幣，面額為10元，直徑為27毫米，材質(zhì)為雙色銅合金。下列關(guān)于合金的敘述不正確的是()A銅合金和單質(zhì)銅一樣，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性B銅合金的硬度比單質(zhì)銅大C銅合金的熔點(diǎn)比單質(zhì)銅低D該紀(jì)念幣能完全溶解于稀硫酸中解析：選D。合金有別于成分金屬的特性是熔點(diǎn)低、硬度大，共性是具有金屬的物理通性，但是化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2在冶金工業(yè)上，下列均不能用化學(xué)還原劑制得的一組金屬是()ANa、Mg、Al BNa、K、Zn、FeCZn、Fe、Cu、AgDMg、Al、Zn、Fe解析：選A。Na、Mg、Al的冶煉方法為電解法；Zn、Fe、Cu的冶煉方法為化學(xué)還原劑還原法；Ag的冶煉方法為熱分解法，故選A項(xiàng)。3明代天工開(kāi)物記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅冷淀，毀罐取出即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說(shuō)法不正確的是()A倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶煉Zn的化學(xué)方程式：ZnCO32CZn3COD該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析：選A。由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物，故A錯(cuò)誤；煤炭的主要成分是碳，反應(yīng)中碳作還原劑，故B、C、D均正確。4(2018泉州模擬)下列幾種關(guān)于金屬冶煉方法的敘述中，正確的是()A蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水，將其電解可制得金屬鈉B煉鐵高爐中，利用焦炭作為還原鐵礦石的還原劑C高爐煉鐵能得到純鐵D鋁熱法能夠使氧化鐵跟鋁在高溫條件下煉出鐵來(lái)解析：選D。電解食鹽水得到的是NaOH，得不到Na；煉鐵高爐中利用焦炭與空氣反應(yīng)生成的CO作為還原鐵礦石的還原劑；高爐煉鐵得到的是含碳等元素的生鐵。5下列說(shuō)法中正確的是()ACuCuOCu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)B鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)高C金屬銅放置在潮濕的空氣中會(huì)被銹蝕，生成綠色的銅銹堿式碳酸銅D金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能，其抗腐蝕的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行解析：選C。A選項(xiàng)，CuOCu(OH)2不能通過(guò)一步實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，鋁合金比純鋁的熔點(diǎn)低，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，鐵、銅表面不能形成致密的氧化膜，錯(cuò)誤。6釣魚(yú)島群島的東海海域及部分太平洋海域探明為海底熱水礦床。海底熱水礦床是沉積著由巖漿熱氣從地底噴出的金、銅、鋅、稀有金屬等區(qū)域。下列說(shuō)法正確的是()A金不溶于任何溶液B銅、鋅在潮濕的空氣中均能被氧化成對(duì)應(yīng)的氧化物C銅鋅合金的熔點(diǎn)低于銅或鋅的熔點(diǎn)DCu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為34解析：選C。金能夠溶于王水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅在潮濕的空氣中被腐蝕生成銅綠，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的都低，C項(xiàng)正確；Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(6329)295，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7已知酸性條件下有反應(yīng)：2Cu=Cu2Cu。氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)由于反應(yīng)溫度不同，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。某同學(xué)對(duì)某次氫氣還原氧化銅的紅色固體產(chǎn)物做了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象列表如下：加入試劑稀硫酸濃硫酸并加熱稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色固體不反應(yīng)無(wú)色氣體無(wú)色氣體、藍(lán)色溶液紅棕色氣體、藍(lán)色溶液由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物()A是Cu B是Cu2OC一定有Cu，可能有Cu2O D一定有Cu2O，可能有Cu解析：選A。由題目提供的信息可知Cu2O在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cu和Cu2，而向該紅色固體中加入稀硫酸后紅色固體不反應(yīng)，故該紅色固體中不存在Cu2O，全部為Cu。8如圖所示的反應(yīng)均是在高溫或引燃條件下進(jìn)行，選項(xiàng)中的物質(zhì)表示A和B，不合理的是()ACO2、MgBMgO、AlCFe2O3、AlDCuO、H2 解析：選B。A項(xiàng)，Mg高溫下與CO2反應(yīng)生成C和MgO，C、Mg與足量氧氣引燃分別能生成CO2與MgO，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，Al的還原性比Mg弱，故不能置換出Mg，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Al與Fe2O3高溫下反應(yīng)生成Al2O3與Fe，F(xiàn)e與氧氣在高溫加熱條件下生成Fe2O3，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，H2還原CuO生成H2O與Cu，H2、Cu與氧氣引燃反應(yīng)分別生成H2O和CuO，故D項(xiàng)正確。9某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量m g銅、銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：下列說(shuō)法中不正確的是()A合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性B銅、銀都能與硝酸反應(yīng)，收集到的V L氣體全為NOC操作是過(guò)濾，操作是洗滌，操作應(yīng)是烘干D根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)解析：選D。實(shí)驗(yàn)中過(guò)濾、洗滌、烘干得到的W g沉淀是AgCl，根據(jù)“銀”質(zhì)量守恒，可確定合金中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而合金與硝酸反應(yīng)生成的氣體不一定全是NO(有可能含有NO2，NO2能溶于水生成NO)，故用排水法收集的氣體體積不能用于計(jì)算Cu、Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。10CuSO4是一種重要的化工原料，有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A途徑所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為32B相對(duì)于途徑、，途徑更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想C生成等量的硫酸銅，三個(gè)途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量：<D利用途徑制備16 g硫酸銅，被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.1 mol解析：選D。三種途徑制得CuSO4的原理為3Cu3H2SO42HNO3=3CuSO42NO4H2O；2CuO22CuO，CuOH2SO4=CuSO4H2O；Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O。A項(xiàng)，根據(jù)途徑的總方程式可得n(H2SO4)n(HNO3)32最好；B項(xiàng)，途徑產(chǎn)生NO，途徑產(chǎn)生SO2，均有污染；C項(xiàng)，生產(chǎn)1 mol CuSO4消耗H2SO4的量：途徑為1 mol，途徑為1 mol，途徑為2 mol；D項(xiàng)，途徑中H2SO4沒(méi)有發(fā)生化合價(jià)變化，不被還原。二、非選擇題11冶煉金屬常用以下幾種方法：熱分解法以活潑金屬Na、Mg等作還原劑 以C、CO或H2作還原劑電解法利用鋁熱反應(yīng)原理還原下列金屬各采用哪種方法還原最佳(用序號(hào)填寫下列空白)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬_。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬_。(3)Hg、Ag等不活潑金屬_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬_。答案：(1)(2)(3)(4)12銅器久置，表面會(huì)生成一層綠色固體，為了解銅在空氣中的腐蝕情況，某化學(xué)興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進(jìn)行探究。查閱相關(guān)資料后，猜想該綠色物質(zhì)可能是銅的碳酸鹽。對(duì)試管內(nèi)的綠色固體進(jìn)行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色，C裝置中澄清石灰水變渾濁。取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色。取少量上述藍(lán)色溶液于試管中，浸入一根潔凈的鐵絲，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)析出。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)綠色固體中含有的元素是_(填元素符號(hào))。(2)加熱后試管中剩余的黑色物質(zhì)是_。(3)假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，則其化學(xué)式可能是_，加熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)上述實(shí)驗(yàn)步驟中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(5)實(shí)驗(yàn)裝置最后的干燥管的作用是_。(6)如果將B、C兩裝置對(duì)調(diào)，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?？_，為什么？_。解析：無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，說(shuō)明有H2O生成，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有CO2生成，所以綠色固體中含有H、C、O；由可知黑色固體為CuO。答案：(1)Cu、H、O、C(2)CuO(3)Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2(4)FeCu2=CuFe2(5)防止空氣中的CO2進(jìn)入C裝置(6)不能對(duì)調(diào)后無(wú)法說(shuō)明反應(yīng)中有水生成13某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為(1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是_。A灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原 B灼燒不充分銅未被完全氧化C氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅 D該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化(2)由粗制氧化銅通過(guò)兩種途徑制取純凈CuO，與途徑相比，途徑有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：_。(3)有同學(xué)指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個(gè)環(huán)節(jié)，即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀，過(guò)濾洗滌后再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說(shuō)法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易于過(guò)濾從溶液中分離BCu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解C干態(tài)下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過(guò)高導(dǎo)致CuO進(jìn)一步分解生成Cu2OD過(guò)濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈解析：(1)灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原。(2)根據(jù)途徑的反應(yīng)方程式：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O和途徑的反應(yīng)方程式：2CuO22H2SO42CuSO42H2O，可以看出途徑的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生等量的CuSO4，比途徑消耗硫酸少；途徑不產(chǎn)生污染大氣的SO2氣體。(3)顯然過(guò)濾得到的不溶物不經(jīng)洗滌是不會(huì)純凈的，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：(1)AB(2)耗酸少；無(wú)污染性氣體SO2產(chǎn)生(3)D14(2018濰坊模擬)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用，銅在化合物中的常見(jiàn)化合價(jià)有1、2。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍(lán)色。(1)工業(yè)上可用Cu2SO22CuSO2反應(yīng)制取粗銅，該反應(yīng)中_元素被還原。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中，溫度控制在 50 ，加入H2O2溶液，一段時(shí)間后，升溫到60 ，再反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。溫度控制在5060 的原因除了加快反應(yīng)速率外，還有_。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱，生成CuCl沉淀，寫出生成CuCl的離子方程式：_。(3)現(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入2 L 0.6 molL1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到4 480 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為_(kāi)g。若混合物中含0.2 mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，消耗H2SO4的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。解析：(1)在該反應(yīng)中銅、氧元素的化合價(jià)降低，得到電子，被還原。(3)Cu2O 跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O。硝酸發(fā)生反應(yīng)后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO，由2 L0.6 molL12nCu(NO3)2 4.480 L22.4 Lmol1，得nCu(NO3)20.5 mol，n(Cu2)0.5 mol，所以若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為0.5 mol64 gmol132 g。若混合物中含0.2 mol Cu，則根據(jù)銅原子守恒可得：2n(Cu2O)n(CuO)0.3 mol；根據(jù)得失電子守恒可得：2n(Cu)2n(Cu2O)3(4.480 L22.4 Lmol1)，解得n(CuO)0.1 mol，n(Cu2O)0.1 mol，消耗H2SO4的物質(zhì)的量為 0.1 mol0.1 mol0.2 mol。答案：(1)銅、氧(2)CuH2O22HCu22H2O防止H2O2分解2Cu22ClSOH2O2CuClSO2H(3)3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O320.2