2019版高考化学一轮复习第三章金属及其重要化合物第四讲用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物

1、 第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 课后达标训练 、选择题 1. 明代天工开物记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内， 层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也” 的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭 )。下列说法不正确的是 ( ) A倭铅是指金属锌和铅的混合物 B. 煤炭中起作用的主要成分是 C C. 冶炼 Zn的化学方程式：ZnCO+ 2C=S=Zn+ 3COT D.该冶炼锌的方法属于热还原法 解析：选 A。由题意可知，倭铅是指金属锌，不是锌和铅的混合物，故 主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故 B C D 均正确。 2. 镁铝合金质优体轻， 又不易锈

2、蚀， 被大量用于航天工业、 造船工业、 列关于镁铝合金性质的叙述中，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小 解析：选 B。合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度和强度比各成分金属的都 大，即 A、D项不正确；合金中的镁、铝都能与稀盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应的只 有铝，所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分金属溶解于氢氧化钠溶液中， 即 B 项正 确而 C 项不正确。 3. 不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是 ( ) A. 钒、铬、锰、铁等难

3、熔金属通常采用铝热法炼制 B. 炼钢和炼铁都是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来， 区别在于炼钢时选用的还原 剂的还原性更强 C. 由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方 式来获取它们的单质 D. 炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 解析：选 Do A 项，铁用 CO 还原法炼制，用铝热反应成本太高，故 A 错误；B 项，不同 点是前者使用氧化剂，后者使用还原剂，故 B 错误；C 项，氯化铝是共价化合物，所以熔融 时，它是不导电的，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，故 C 错误；D 项，高炉炼铁中焦炭 的作用是与氧气反应产生热量和制造还原

4、剂一氧化碳，故 D 正确。 4. （2018 青然后逐 (注：炉甘石 A 错误；煤炭的 日用化工等领域。 2 岛高三质检）所谓合金，就是不同种金属（也包括一些金属和非金属 ）在熔融 状态下形成的一种熔合物。 根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是 （ ） Na CU Al Fe 熔点/ c 97.5 1 083 660 1 535 沸点/ c 883 2 595 2 200 3 000 A.Cu 和 Al B.Fe 和 Cu C.Fe 和 Na D.Al 和 Na 解析：选 C。分析数据得出，铜和铁的熔点高于钠的沸点，无法制得合金。 5. 铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加

5、工而成为新型建筑装潢材料，主要用于 制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是 （ ） A. 不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高 解析：选 B。合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。 铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、 搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这方面的用途无关。 6. 下列说法中正确的是（ ） A. CUT CUS CU（OH）2每步转化均能通过一步反应实现 B. 铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高 C. 金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈一一碱式碳酸

6、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 解析：选 Co A 选项，CUCHCU（OH）2不能通过一步反应实现，错误； B 选项，铝合金比 纯铝的熔点低，错误； D 选项，铁、铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。 7. 下列有关金属及其合金的说法正确的是 （ ） A. 锡青铜的熔点比纯铜高 B. 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C. 将 NH 通入热的CUSO溶液中能使CU2+还原成CU D. 目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 解析：选 D 锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比各成分金属的低， A 项错误； 生铁、普

7、通钢和不锈钢中的碳含量依次降低， B 项错误；溶液中该反应难以发生，先是 2NH + 2H2O+ CUSO=CU（OH2 J+ （NH）2SO,接着 CU（OH）2=CUO HO,溶液中 NH 不能将 CUO 还原为CU,要还原必须是干燥的固体， C 项错误。 3 8. 已知酸性条件下有如下反应： 2CU+=CIJ + + CU。由于反应温度不同，用氢气还原氧4 化铜时，可能产生 Cu或 Ci20,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所 得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下： 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

8、气体和 蓝色溶液 无色气体和 蓝色溶液 红棕色 气体和 蓝色溶液 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 CsO D. 一定有 CU2O,可能有 Cu 解析：选 D。H2还原 CuO 生成红色固体，可能是 Cu和 CuzO 中的一种或两种，产物中加 入稀H2SQ 溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含 CsO,在酸性条件下 2Cu+ =CIJ+ + Cu, 故不能证明产物中是否含有 Cut 9. 被称为“国防金属”的镁， 60%来自于海洋，从海水中提取镁的正确方法是 （ ） 物质 氧化镁 氯化镁 熔点/ c 2 852 714 A.

9、 海水B Mg(OH解 Mg HCl 一 电解 B. 海水 - MgClz 溶液一- MgClz（熔融） - Mg 石灰乳 灼烧 电解 C. 海水 - Mg（OH - - MgO-Mg D.海水 石灰-Mg（OH）一一- MgCb 溶液一-MgClz（熔融）一一Mg 解析：选 Do 因为海水中镁的含量很少， 所以第一步需要富集，B 错误；由信息可知 MgO 的熔点比 MgC2的熔点高，所以应电解熔融的 MgClz制取 Mg, D 正确。 10. 下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是 巒土矿除杂一 AljOj -AI CL.( cut m) FrO+Sl: + iW 石英帯氷粗

10、* S1 黄铜矿 5 一石灰石 A. 粗铜电解精炼时，粗铜作阳极 B. 生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应 C. 黄铜矿冶炼铜时，副产物 SO 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 解析：选 B。电解精炼铜时，粗铜作阳极，自身可以溶解，故 A 正确；制备单质时涉及 高温 化合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是 SiO2+ N&CO 高温=NsbSiO3+ CQ f和 SiO2 + CaCO 高温=aSiQ+ COf，元素化合价未发生变化，均不属于氧化还原反应，故 B 错误；SO 可以转化成 SQ,进而生成 H

11、2SQ, FeO 与 CO 在高温下可生成 Fe,故 C 正确；制备硅的过程 中，利用沸点不同进行分馏， 将 SiCl 4从杂质中提取出来，再与 Ha 发生置换反应得到高纯硅， 故 D 正确。 二、非选择题 11. 历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。 (1) 金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的 _ 。 A. 硬度适中 B. 密度适中 C. 在自然界里都可得到纯净的单质 D. 不活泼性 (2) 一位收藏者有一枚表面是黑色， 且有少量绿色锈状物的货币， 这肯定是 _ 币, 黑色物质是 _ ，形成这种物质的化学方程式为 _ , 绿色物质是 _ (填化学式)，

12、这枚金属币的真面目为 _ 色。另外一 枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是 _ 币，表面一直未被氧化的原因是 _ 。 (3) 不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的 A. 观察颜色 B. 查看图案 C. 用手掂量轻重 D. 滴一滴硝酸在金币的表面，观察现象 解析：(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多， 用手不太容易掂出来。 假金币中的 Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡， 而 Au不与硝酸反 应。 答案：(1)D (2)铜 氧化铜 2Cu+ C2=2CuO CS(OH)2CO紫红金金不活泼，不易被氧化 (3)D 6 12. 铝热反应

13、的化学方程式为 2AI + Fe2Q=:Al2Q+ 2Fe。某同学对“铝热反应”的现象7 有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒” 物落入沙中”。查阅化学手册知， Al、AI2Q、Fe、Fe2Q 的熔、沸点数据如下: 物质 Al Al 2Q Fe FezQ 熔点/ c 660 2 054 1 535 1 462 沸点/ c 2 467 2 980 2 750 （1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理 由是 _ 请回答下列问题： （1） 根据反应原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比 （物质的量之比） 为 _ 。操作中需要把 NO 与 _

14、 （气体）混合通入水中，混入该气体的目的是 _ （用化学方程式表示）。 （2） 溶液I中存在一定浓度的 Fe2 3 4： Cu2+,在该浓度时生成氢氧化物沉淀的 pH 如下表。 操作中某学生设计物质 X 为 H0,若加水调节溶液 pH,则 Fe（OH）3开始沉淀的 p _1.9（填 或“=”）;而实际操作中一般不用此法调节溶液 pH,其主要原因是 2 设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用 试剂是 _ ，当观察到 _ 的现象时，说明熔融物中含有金属铝。 3 实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的 _ 。 A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液

15、4 镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是 _ 法，工业生 产中，镁的冶炼采用的反应物是 _ ，铝的冶炼采用的反应物是 _。 答案：（1）该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金 （2）NaOH溶液有气泡生成 （3）B 电解 熔融氯化镁（或 MgCl2）熔融氧化铝（或 AI2O3） 13. （2018 莱芜模拟）实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制 备 CuSO5fO 晶体。设计的工艺流程如图所示： “纸漏斗的下部被烧穿， 有熔融 NO 8 解析：(1)操作是利用硝酸氧化而溶解铜，生成的 CiT 与 s0结合为 CuSO。根据 3Cu

16、 I _ 2 I + 8H + 2NQ=3Cu + 2NOT+ 4fO 知，生成 3 mol CuSO4消耗 3 mol 硫酸、2 mol 硝酸。 操作中把 NO 与氧气混合通入水中生成硝酸以循环利用，并减少污染，反应方程式是 + 3O2+ 2H2O=4HNO (2) 因加水使c(Fe31)降低， 则 Fe(OH)3开始沉淀的 pH1.9,而实际操作中一般不用此法 调节溶液 pH,其主要原因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。 (3) 由溶液n得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解。 根据 CuSO5fO 的溶解度曲线知温度越高， 其溶解度越大，即温度

17、低时析出量多， 而且 30 C 时 CuSO 5HaO 失水变为 CuSO 3H2O,因此应冷却到 30 C以下结晶。 答案：(1)2 ：3 Q 4NOI3Q+ 2fO=4HNO (2) 不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量 ) (3) H2SQ 冷却到 30 C以下结晶 14. (2018 南昌模拟)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下， Cu5在溶液 中稳定，Cu1易在酸性条件下发生反应： 2Cu+ =d + Cu + 1 价铜的化合物多数不溶于有 机溶剂，如 CuaO(砖红色)、CuI、CuCl、CuH 等。 (1) 在 CuCl2溶液中逐滴滴加过量的 KI溶液可能发生： a

18、. 2Cu2 + 41=2CulJ (白色)+ 丨丨2 b. 2Cu2 + 2C+ 21=2CuCIJ (白色)+ 丨丨2 为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 _ 。 A.SQ B.苯 C.NaOH 溶液 D.乙醇 _ 写出 CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式： _ 纳米级 CuzO 具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导 (3)操作中物质 Y 为 开始沉淀 沉淀完全 Fe31 1.9 3.2 Cu2+ 4.7 6.7 。查阅资料知 CuSQ5fO 的溶解度曲线如图所示， 则 操作应采取的措施是蒸发浓缩、 4N0 9 (2) 一定条件下，在 CuSO 中加

19、入 NH 反应生成氢化亚铜(CuH)。 已知 NH 是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构， 请写出 NH 的电子式： 体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。 方法一：在新制 CU(0H)2浊液中滴入 N2HHzO 水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同 时产生无污染的无色气体。 写出上述制备过程中的总反应方程式： _ 方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：铜作阳极时，铜先被氧化生成 Cu：后 继续氧化生成 Cu2十；在碱性溶液中 CuCI 浊液易转化为 CitQ 以 NaCI 和含少量 NaOH 勺溶液作为电解质溶液，电解时阳极区会产生白色沉淀，写出 阳极反应式： _ 电解一段时间后，溶液中可能产生的现象： _ _ ? 写出转化的离子方程式： _ 。 这样制得的 CL2O 中往往含有 CuCI，请设计实验证明 CuCI的存在： _