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高考化学课时分层训练(九) 用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物  

2018-04-17 07:44:35|  分类: 试题精选 |  标签: |举报 |字号 订阅

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课时分层训练() 用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物

A组 专项基础达标

(建议用时:30分钟)

1.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中正确的是(  )

A.此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高

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.此合金不能全部溶于过量FeCl3溶液中

B [合金的熔点一般比成分金属的低,A错;Mg不能溶解于NaOH溶液中,C错;MgAl均与FeCl3反应,能全部溶于过量FeCl3溶液中,D错。]

2(2017·九江模拟)下列有关金属及其化合物的说法中,正确的个数为(  )

①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

②纯铁比生铁抗腐蚀性更强

③单质铝在空气中比较耐腐蚀,所以铝是不活泼金属

④向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末,振荡,溶液变为蓝色并有气泡产生

⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金

⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素

⑦将FeCl3溶液滴入KI?淀粉溶液中,溶液变蓝色

⑧铝粉和氧化镁粉末混合,高温能发生铝热反应

A4       B5    

C6       D7

A [活泼性越弱,越易被冶炼和使用;Al是活泼金属,表面易形成致密氧化膜耐腐蚀;Na2O2具有强氧化性能使有色物褪色;Al不能把Mg置换出来,AlMgO不能发生铝热反应。]

3(2017·哈尔滨模拟)下列说法正确的是(  )

A.铝、铁、铜相比较,铜元素在自然界中的含量最低、铁元素含量最高

BAl2O3MgO可用作耐高温材料,二氧化硅是生产光纤制品的基本原料

C.工业上采用电解熔融态Al2O3MgO的方法冶炼AlMg

D.用钨作灯丝是因为其易导电

B [A项,自然界中铝元素的含量比FeCu高;C项,冶炼Mg不是电解熔融的MgO,而是电解熔融的无水MgCl2D项,钨作灯丝是因为其熔点高。]

4.下列说法中正确的是(  )

【导学号:95812058

ACuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现

B.工业上制Na的方法是电解NaCl溶液

C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜

D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行

C [A项,CuOCu(OH)2一步不能实现;B项,工业上制Na应电解熔融NaClD项,Cu形成Cu2(OH)2CO3]

5(2016·黑龙江质检)硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:①将铜溶于硝酸中、②先将铜与O2反应生成CuO,再溶于硝酸中、③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是(  )

A.方法③是最经济和环保的

B.方法①中,若从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好

C.方法②需要消耗能源,对环境不产生污染

D.方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂

A [都生成污染性气体,制取同样的硝酸铜,用稀硝酸比用浓硝酸耗酸量少,不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2]

6(2017·衡水中学模拟)用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下:

下列有关说法不正确的是(  )

【导学号:95812059

A.生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

B.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极

C.黄铜矿冶炼铜时,SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料

D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法

A [Al2O3Al、黄铜矿(CuFeS2)Cu、石英(SiO2)Si都涉及了氧化还原反应;石灰石、纯碱、石英制玻璃主要发生的反应为CaCO3SiO2CaSiO3CO2Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2,此过程未发生氧化还原反应,故A不正确。]

7.铜的冶炼过程大致可分为

①富集,将硫化物矿进行浮选;

②焙烧,主要反应为2CuFeS24O2===Cu2S3SO22FeO(炉渣)

③制粗铜,在1 200 ℃发生的主要反应为2Cu2S3O2===2Cu2O2SO22Cu2OCu2S===6CuSO2↑;

④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 O2

C.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 g

A [B项,根据电子守恒可得:1×2n(O2)×42×6n(O2)molC项,Cu2OCu2SCu均降价,均作氧化剂,且Cu2S也作还原剂;D项,粗Cu精炼时,阳极溶解失电子不全是Cu,溶解的Cu小于32 g]

8.氢化亚铜(CuH)是一种不稳定的物质,能在氯气中燃烧,也能与酸反应。用CuSO4溶液和"某物质"在4050 ℃时反应可生成CuH。下列叙述中错误的是(  )

A."某物质"具有还原性

BCuH与盐酸反应可能产生H2

CCuH与足量稀硝酸反应:CuH3HNO===Cu2NO↑+2H2O

DCuH在氯气中燃烧:CuHCl2===CuClHCl

D [A项,用CuSO4溶液和"某物质"4050 时反应可生成CuH,铜元素由+2价变为+1价,则CuSO4作氧化剂,"某物质"为还原剂,表现出还原性;B项,CuH与盐酸发生氧化还原反应:2CuH4HCl===2CuCl23H2C项,HNO3具有强氧化性,与CuH反应时,+1Cu、-1H均被氧化成最高价态;D项,Cl2具有强氧化性,CuH具有强还原性,二者反应会生成CuCl2HCl]

9.已知酸性条件下可发生反应:2Cu===Cu2Cu。由于反应温度不同,用H2还原CuO时,可能产生CuCu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用H2还原CuO实验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如表所示:

加入试剂

稀硫酸

浓硫酸、加热

稀硝酸

浓硝酸

实验现象

红色固体和

蓝色溶液

无色气体

无色气

体和蓝

色溶液

红棕色

气体和

蓝色溶

由此推出本次H2还原CuO实验的产物是(  )

ACu

BCu2O

C.一定有Cu,可能有Cu2O

D.一定有Cu2O,可能有Cu

D [实验产物加稀H2SO4有红色固体和蓝色溶液产生,一定有Cu2O,可能有Cu]

10.铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:

【导学号:95812060

(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝色。试写出该反应的离子方程式_________

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体,试写出该反应的离子方程式________________________________

(3)火法炼铜的原理:Cu2SO22CuSO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移________ mol e

(4)据报道,有一种细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS22H2SO417O2===4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)

①检验溶液BFe3是否被除尽的实验方法是_______________

②在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式:

方案一:________________________________________

方案二:________________________________________

[解析] (1)溶液变蓝说明有Cu2生成,则H2O2作氧化剂,离子反应方程式为:CuH2O22H===Cu22H2O(2)由题给信息可知反应的离子方程式为:2Cu22COH2O===Cu2(OH)2CO3CO2(3)根据题给方程式可知,生成2 mol Cu时,转移6 mol电子,则生成1 mol Cu时,转移3 mol电子。(4)验证Fe3最好用KSCN溶液。由硫酸铜得到铜,可以通过置换反应,也可以通过电解。

[答案] (1)CuH2O22H===Cu22H2O

(2)2Cu22COH2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2

(3)3 (4)①取少量溶液B于试管中,加入几滴KSCN溶液,若无明显现象,则说明Fe3已被除尽

CuSO4Fe===CuFeSO4

2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2(其他合理答案均可)

11.银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:

[注:Al(OH)3Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ]

(1)滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为_______________________________

(2)固体混合物B的组成为________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为_________

(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:________CuO________Al2O3________CuAlO2___________________________↑。

(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L1Al2(SO4)3溶液________L

(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是__________________

过滤、洗涤和干燥。

[解析] 根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。

(1)气体变色发生的反应为2NOO2===2NO2(2)向硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,生成Al(OH)3Cu(OH)2。由于Cu(OH)2沉淀在煮沸过程中分解为CuO,所以固体B含有CuOAl(OH)3。若NaOH过量,则Al(OH)3会转化为NaAlO2(3)该反应为氧化还原反应,根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质,然后配平化学方程式。(4)生成CuAlO2的物质的量为=50 mol,据Al元素守恒可知,至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25 mol,则需溶液体积为25 L(5)CuSO4从饱和溶液中结晶生成CuSO4·5H2O(胆矾),由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。

[答案] (1)2NOO2===2NO2

(2)Al(OH)3CuO Al(OH)3OH===AlO2H2O (3)4 2 4 O2 (4)50 25 (5)蒸发浓缩、冷却结晶

B组 专项能力提升

(建议用时:15分钟)

12(2017·阳泉模拟)部分氧化的Fe?Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3CuO)5.76 g,经如下处理:

下列说法正确的是(  )

【导学号:95812061

A.滤液A中的阳离子为Fe2Fe3H

B.样品中铁元素的质量为2.24 g

C.样品中CuO的质量为4.0 g

DV896 mL

B [根据题意,3.2 g滤渣一定是铜,而铜与Fe3不共存,A错误;最后的3.2 g固体为Fe2O3,其中铁元素的质量为2.24 gB正确;样品中铜元素和氧元素的质量共5.76 g2.24 g3.52 gC错误;2.24 g铁元素不可能全是单质,故生成的氢气的体积小于896 mLD错误。]

13(2017·淄博市高三摸底)某铜矿石的主要成分是Cu2O,还含有少量的Al2O3Fe2O3SiO2。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知:Cu2O2H===CuCu2H2O)

(1)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为__________________,检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)

(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为

_____________________________________________________________

在实验室中完成此实验还需要的试剂是________

aKClO3        BKCl

cMg     DMnO2

(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解,应____________________,直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g)时为止;灼烧时必须用到的实验仪器是________

(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为_____________________

(5)Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水),该盐受热分解产生三种氧化物,则该盐的化学式是________

[解析] (1)根据Fe2O36H===2Fe33H2OCu2O2H===CuCu2H2O2Fe3Cu===2Fe2Cu2,且铜矿石的主要成分为Cu2O,而Fe2O3是少量的,可知滤液A中铁元素的存在形式为Fe2。检验Fe2,可以用铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液)(2)EAlF中含有Fe2O3AlFe2O3可以发生铝热反应:2AlFe2O3Al2O32Fe,该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应,还需要MgKClO3(3)灼烧固体混合物D需要的仪器为坩埚,为使其完全分解,应灼烧至质量不变,因此应灼烧、冷却至室温后称重,重复多次。(4)固体混合物B的主要成分为SiO2Cu,溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)结合题中信息知绿色的不溶于水的盐为Cu2(OH)2CO3[Cu(OH)2·CuCO3]

[答案] (1)Fe2 2Fe3Cu===2Fe2Cu2 铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液等,合理即可)

(2)2AlFe2O3Al2O32Fe ac

(3)灼烧,冷却至室温后称重,重复多次 坩埚

(4)SiO22OH===SiOH2O

(5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3]

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