（广西专用）2014届高三化学一轮复习题库 3-4 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物（含解析）

1 第四讲第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 一 选择题 1 2011 年日本地震 导致福岛第一核电站引发的核危机 核反应堆的第一 层护罩是锆锡合金外壳 第二层护罩是压力仓 第三层护罩用最坚固的 钢 和混凝土制成的非常厚的球体 下列叙述错误的 A 锆锡合金 钢 混凝土都属于混合物 B 钢的硬度和熔沸点都高于纯铁 C 锆锡合金和钢属于金属材料 混凝土属于传统的硅酸盐材料 D 在高温下 钢和水蒸气可发生反应产生氢气 解析 钢是铁碳合金 其硬度大于纯铁 但熔点低于纯铁 答案 B 2 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化 淋滤作用后变成 CuSO4溶液 向地下深层渗透 遇到难溶的 ZnS 或 PbS 慢慢转变为铜蓝 CuS 下列分析正确的是 A CuS 的溶解度大于 PbS 的溶解度 B 原生铜的硫化物具有还原性 而铜蓝没有还原性 C CuSO4与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu2 S2 CuS D 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 解析 CuSO4与 PbS 反应可以生成 CuS 所以 CuS 的溶解度小于 PbS 的 A 错误 硫化 物中硫的化合价为 2 均具有还原性 B 错误 ZnS 难溶于水 不能写成离子形式 C 错误 铜的硫化物首先被氧化成 CuSO4 然后硫酸铜与 ZnS PbS 发生复分解反应生成 更难溶的 CuS D 正确 答案 D 3 下列叙述正确的是 A 将 CO2通入 BaCl2溶液中至饱和 无沉淀产生 再通入 SO2 产生沉淀 B 在稀硫酸中加入铜粉 铜粉不溶解 再加入 Cu NO3 2固体 铜粉仍不溶解 C 向 AlCl3溶液中滴加氨水 产生白色沉淀 再加入过量 NaHSO4溶液 沉淀消失 D 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢 再加入少量 CuSO4固体 速率不改变 解析 A 项 BaCO3 BaSO3都与 H 反应 不可能存在于强酸性环境中 B 项 加 Cu NO3 2 2 固体后会发生 3Cu 8H 2NO 3Cu2 2NO 4H2O 的离子反应 铜粉会溶解 C 3 项 发生的反应依次为 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH Al OH 4 3 3H Al3 3H2O D 项 Zn Cu2 Zn2 Cu 生成的少量 Cu 附着在 Zn 粒上 形成 Cu Zn 原电池 会加 速 产生 H2的速率 答案 C 4 氢化亚铜 CuH 是一难溶物质 用 CuSO4溶液和另一种 反应物 在 40 50 时反 应可生成它 CuH 不稳定 易分解 CuH 在氯气中能燃烧 跟盐酸反应能产生气体 下 列有关推断中错误的是 A 这里的另一种 反应物 具有还原性 B CuH 可作氧化剂 还原剂 C CuH Cl2 CuCl HCl 燃烧 D CuH HCl CuCl H2 常温 解析 C 项中 Cl2具有强氧化性 产物应为 CuCl2和 HCl 答案 C 5 以氮化硅 Si3N4 和氧化铝 Al2O3 为原料 采用常压烧结或热压工艺制备赛伦 Sialan 赛 伦的化学通式为 Si6 xAlxOxN8 x 以耐高温 高强度 超硬度 耐磨损 抗腐蚀等性能 为 主要特征 因此 在冶金 机械 光学 医学等领域有重要应用 它属于 A 金属材料 B 有机高分子材料 C 新型无机非金属材料 D 无机高分子材料 解析 赛伦是 Si Al O N 形成的化合物 不属于金属材料 A 项错 由赛伦的化学 式 可知 其分子中氮原子数不超过 8 故 B D 项均错 答案 C 6 已知酸性条件下有如下反应 2Cu Cu2 Cu 由于反应温度不同 用氢气还原氧 化铜时 可能产生 Cu 或 Cu2O 两者都是红色固体 一同学对某次用氢气还原氧化铜实 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下 3 加入 试剂 稀硫酸浓硫酸 加热稀硝酸浓硝酸 实验 现象 有红色固体剩余 和溶液变为蓝色 产生无色气体 产生无色气体和 溶液变为蓝色 产生红棕色气体 和溶液变为绿色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 A Cu B Cu2O C 一定有 Cu 可能有 Cu2O D 一定有 Cu2O 可能有 Cu 解析 此题是通过实验现象推测反应的本质 H2还原 CuO 生成红色固体 可能是 Cu 和 Cu2O 中的一种或两种 加入稀 H2SO4溶液变蓝色和得到红色固体 证明原固体中一定 含有 Cu2O 而 Cu 不能证明其有无 答案 D 7 钛和钛的合金被誉为 21 世纪最有发展前景的金属材料 它们具有很多优良的性能 如熔点高 密度小 可塑性好 易于加工 耐腐蚀等 尤其是钛合金与人体器官具有很 好的 生物相容性 根据它们的主要性能 下列用途不切合实际的是 A 用来做保险丝 B 用于制造航天飞机 C 用来制造人造骨 D 用于家庭装修 做钛合金装饰门 解析 由于钛和钛的合金密度小 可塑性好 因此可用于航天领域 B 正确 由于钛和 钛合金与人体器官具有很好的 生物相容性 可与人体的组织相容 不引起排异反应 因此可以用来制造人造骨 C 正确 由于其密度小 可塑性好 易于加工 因此可用于 家庭装修 做钛合金装饰门 D 正确 只有 A 错误 由于其熔点高 不适合做保险丝 答案 A 8 某合金 仅含铜 铁 中铜和铁的物质的量之和为y mol 其中 Cu 的物质的量分数为a 将其全部投入 50 mL b mol L 1的硝酸溶液中 加热使其充分反应 假设 NO 是唯一的 还原产物 下列说法正确的是 A 若金属有剩余 在溶液中再滴入硫酸后 金属又开始溶解 B 若金属全部溶解 则溶液中一定含有 Fe3 C 若金属全部溶解 且产生 336 mL 气体 标准状况 则b 0 3 4 D 当溶液中金属离子只有 Fe3 Cu2 时 则a与b的关系为 b 80y 1 a 3 解析 A 项中铁铜合金与硝酸反应除生成 NO 外 还要生成相应的硝酸铁 硝酸铜等盐 即溶液中存在 NO 当在其中加入 H2SO4时 H 和 NO可继续氧化剩余的金属 A 正 3 3 确 B 项中 因 Fe3 也可以氧化 Cu 而被还原为 Fe2 因此当金属全部溶解时也可能只 有 Fe2 Cu2 B 错 C 项中 因没有告诉溶液中所含的铁离子是 Fe2 Fe3 还是两 者都有 故无法计算b D 项中 根据题设条件 n Cu ay n Fe 1 a y 所以 当溶 液中只有 Cu2 和 Fe3 时它们对应的n NO 2ay 3 1 a y 3 a y 因此根据硝 3 酸中 的 N 守恒 硝酸的浓度b至少应等于 80y 故 D 错 3 a y 3 a y 3 mol 50 10 3L 1 a 3 答案 A 二 非选择题 9 0 80 g CuSO4 5H2O 样品受热脱水过程的热重曲线 样品质量随温度变化的曲线 如下图 所示 请回答下列问题 1 试确定 200 时固体物质的化学式 5 要求写出推断过程 2 取 270 所得样品 于 570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体 该 反应的化学方程式为 把该黑色粉末溶解于稀硫酸中 经 浓缩 冷却 有晶体析出 该晶体的化学式为 其存在的最高温度是 3 上述氧化性气体与水反应生成一种化合物 该化合物的浓溶液与 Cu 在加热时发生反 应的化学方程式为 4 在 0 10 mol L 1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌 有浅蓝色氢氧化铜 沉淀 生成 当溶液的 pH 8 时 c Cu2 mol L 1 Ksp Cu OH 2 2 2 10 20 若在 0 1 mol L 1硫酸铜溶液中通入过量 H2S 气体 使 Cu2 完全沉淀为 CuS 此时溶液中的 H 浓度是 mol L 1 解析 该题考查铜及其化合物的性质及其相关化学方程式的书写 1 由图像可知 200 时 0 80 g CuSO4 5H2O 分解后剩余固体为 0 57 g 可分析出 结 晶水未完全失去 由 CuSO4 5H2OCuSO4 5 n H2O nH2O 可求出n等 于 4 2 由图像可看出 270 时固体质量为 0 51 g 经过计算分析该固体为 CuSO4 当加热 到 102 时 CuSO4 5H2O 质量减少 说明该温度时晶体已开始分解 其存在的最高 温度是 102 4 由 pH 8 知c OH mol L 1 10 6 mol L 1 再根据Ksp Cu OH 2 10 14 10 8 2 2 10 20 c Cu2 c2 OH 可求出c Cu2 H2S CuSO4 CuS H2SO4 由题给数据可求出 c H 0 2 mol L 1 答案 1 CuSO4 5H2OCuSO4 5 n H2O nH2O 250 18n 0 80 g 0 80 g 0 57 g 0 23 g n 4 200 时该固体物质的化学式为 CuSO4 H2O 6 2 CuSO4CuO SO3 CuSO4 5H2O 102 3 2H2SO4 浓 CuCuSO4 SO2 2H2O 4 2 2 10 8 0 2 10 物质 A G 有下图所示转化关系 部分反应物 生成物没有列出 其中 A 为某金属矿的 主要成分 经过一系列反应可得到 B 和 C 单质 C 可与 E 的浓溶液发生反应 G 为红色 沉淀 请回答下列问题 1 写出下列物质的化学式 B E G 2 利用电解可提纯 C 物质 在该电解反应中阳极物质是 阴极物质是 电解质溶液是 3 反应 的化学方程式是 解析 1 由 G 为红色沉淀及 F 转化为 G 的条件可知 G 为 Cu2O 则 C 为 Cu E 为浓 硫酸或者硝酸 结合题中所给的信息可知 矿物 A 应为 Cu2S 则 B 为 SO2 D 为 SO3 E 为浓硫酸而不是硝酸 F 为 CuSO4 2 用电解法提纯金属铜的方法是将粗铜作为电解池的阳极 精铜作为电解池的阴极 一 般用 CuSO4溶液作电解质溶液 3 反应 的化学方程式 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 答案 1 SO2 H2SO4 Cu2O 2 粗铜 精铜 CuSO4溶液 3 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 11 铜合金是人类使用最早的金属材料 铜在化合物中的常见化合价为 1 2 已知 Cu2O 与稀硫酸反应 溶液呈蓝色 现向 Cu Cu2O 和 CuO 组成的混合物中 加入 1 L 0 6 mol L 1 HNO3溶液恰好使混合物溶解 同时收集到 2 240 mL NO 气体 标准状况 请回答下列问题 7 1 写出 Cu2O 跟稀硝酸反应的离子方程式 2 若将上述混合物用足量的 H2加热还原 所得到固体的质量为 3 若混合物中含 0 1 mol Cu 将该混合物与稀硫酸充分反应 至少消耗 H2SO4的物质 的 为 解析 1 Cu2O 被稀 HNO3氧化为 Cu2 NO被还原为 NO 同时生成 H2O 其反应的离 3 子方程式为 3Cu2O 14H 2NO 6Cu2 2NO 7H2O 3 2 Cu Cu2O CuO 与 0 6 mol HNO3恰好完全反应时生成 Cu NO3 2 NO 和 H2O 根据 N 原子守恒可知 n Cu NO3 2 0 25 mol 混合物中所含的 Cu 元素共有 0 25 mol 0 6 mol 0 1 mol 2 用 H2还原 Cu Cu2O CuO 混合物后应得到 0 25 mol Cu 其质量为 16 g 3 根据 3Cu 2NO 3Cu2O 2NO n Cu 0 1 mol n NO 0 1 mol 可得混合物中 Cu2O 为 0 05 mol 故 CuO 为 0 05 mol 混合物中 0 1 mol Cu 不与稀 H2SO4反应 0 05 mol Cu2O 0 05 mol CuO 与稀 H2SO4反应 根据 Cu2O CuO 与 H2SO4反应结合 H 生成 H2O 可得n H2SO4 0 05 mol 0 05 mol 0 1 mol 答案 1 3Cu2O 14H 2NO 6Cu2 2NO 7H2O 2 16 g 3 0 1 mol 3 12 由短周期元素组成的化合物 X 是某抗酸药的有效成分 甲同学欲探究 X 的组成 查阅资料 由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠 碳酸镁 氢氧化铝 硅酸镁铝 磷酸铝 碱式碳酸镁铝 Al3 在 pH 5 0 时沉淀完全 Mg2 在 pH 8 8 时开始沉淀 在 pH 11 4 时沉淀完全 实验过程 向化合物 X 粉末中加入过量盐酸 产生气体 A 得到无色溶液 用铂丝蘸取少量 I 中所得的溶液 在火焰上灼烧 无黄色火焰 向 中所得的溶液中滴加氨水 调节 pH 至 5 6 产生白色沉淀 B 过滤 向沉淀 B 中加过量 NaOH 溶液 沉淀全部溶解 向 中得到的滤液中滴加 NaOH 溶液 调节 pH 至 12 得到白色沉淀 C 1 中气体 A 可使澄清石灰水变浑浊 A 的化学式是 2 由 判断 X 一定不含有的元素是磷 8 3 中生成 B 的离子方程式是 4 中 B 溶解的离子方程式是 5 沉淀 C 的化学式是 6 若上述n A n B n C 1 1 3 则 X 的化学式是 解析 实验过程分析 由 知 X 中的阴离子有 CO或 HCO 无 SiO 因 2