高三化学总复习 课时跟踪训练9 第三章 3.4 金属及其化合物

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE1学必求其心得，业必贵于专精PAGE课时跟踪训练9第三章3.4金属及其化合物A级（基础达标）一、选择题1．某合金与铁物理性质的比较如下表所示:熔点/℃密度/g·cm－3硬度(金刚石为10)导电性（银为100)某合金25003.007.42。3铁15357。864。517还知该合金耐腐蚀，强度大，从以上性能看，该合金不适合作()A．导线 B．门窗框C．炉具 D．飞机外壳[解析］由图表数据可知合金的熔点高，硬度大，密度小，耐腐蚀,强度大,导电性较差，可用来作门窗框、飞机外壳、炉具等,不适合作导线。[答案］A2．（2016·海南琼山中学模拟)铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加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]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。［答案]B3．（2017·银川二中月考）下列有关金属的说法中，正确的是（)①纯铁较生铁不易生锈②冶炼铝和钠都可以用电解法③KSCN溶液可以检验Fe3＋④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血⑤青铜、不锈铜、硬铝都是合金⑥铜与硫反应，生成黑色的CuSA．①②③④⑤ B．②③④⑤⑥C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥[解析]由于硫的氧化性较弱，铜与硫反应生成的是低价硫化物Cu2S，⑥错,选A.[答案]A4．（2017·北京朝阳区重点高中期中联考)下列金属冶炼的反应原理正确的是（）A．2Al2O3＋3Ceq\o（=,\s\up14（高温),\s\do14（）)4Al＋3CO2↑B．MgO＋H2eq\o(=，\s\up14（△)，\s\do14(））Mg＋H2OC．Fe3O4＋4COeq\o（=，\s\up14（高温)，\s\do14（）)3Fe＋4CO2D．2HgOeq\o(=,\s\up14（通电),\s\do14(）)2Hg＋O2↑[解析]金属Al采用电解熔融Al2O3的方法制备，A项错误；金属Mg采用电解熔融MgCl2的方法制备，B项错误；CO还原Fe3O4可制备Fe，C项正确，加热HgO可得Hg，而不是通电电解,D项错误。[答案］C5．已知下列转化关系中,M、N均为单质，则M可能是（)M＋Neq\o(→,\s\up14(点燃）)Qeq\o（→，\s\up14（溶于水））Q溶液eq\o(→,\s\up14(惰性电极电解））M＋NA．Na B．AlC．Fe D．Cu[解析]Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：Cu＋Cl2→CuCl2→CuCl2溶液eq\o（→，\s\up14(电解））Cu和Cl2。［答案]D6．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（)A．将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿［Cu2(OH)2CO3］的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿［解析］正确的操作是将铜丝插入浓硫酸加热，反应后取一定量的反应液，加入盛有水的反应器（如烧杯）中,A项错误；应该用红热的铜丝，B项错误;Cu2＋水解，将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得不到无水CuCl2固体,得到Cu（OH）2,C项错误；铜绿溶于盐酸，故可用盐酸除去铜绿，D项正确.[答案］D二、填空题7．我国古代劳动人民最早发明了“湿法炼铜"，是湿法冶金的起源，在世界化学史上是一项重大贡献，早在西汉时期《淮南万毕术》里就有“曾青得铁,则化为铜”的记载，曾青可能是碳酸铜一类物质，把其溶于酸中得溶液，当把铁粉投入此溶液即可得铜.（1）根据学过的化学知识,写出该过程的离子方程式：____________.（2）早在人们使用铜、铁之前，人们就使用黄金和白银作为饰物和货币；历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”，而近百年来才大量使用铝制品,试分析人类使用这些金属时间的历史事实与金属活泼性的冶炼难易的联系：____________________________________________________________________。［解析]（1）碳酸铜难溶于水但溶于酸发生反应：CuCO3＋2H＋=Cu2＋＋CO2↑＋H2O，再加入铁粉可发生置换反应:Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。(2)由题意可知，人类使用金属从早到晚的顺序为Au、Ag、Cu、Fe、Al,比较它们的活泼性可得如下结论:金属越不活泼越易冶炼，使用的时间越早。［答案］（1)CuCO3＋2H＋=Cu2＋＋CO2↑＋H2O,Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋(2)金属越不活泼越易冶炼使用时间越早8．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:请回答下列问题：（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为_____________________________；得到滤渣1的主要成分为__________。（2)第②步加H2O2的作用是________，使用H2O2的优点是____________；调溶液pH的目的是使____________生成沉淀.（3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是______________.（4）由滤渣2制取Al2（SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，________方案不可行,原因是___________；从原子利用率角度考虑，________方案更合理.［解析］根据制备路线可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、浓硝酸，则可以将Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以滤渣1主要成分为Au、Pt，溶液1中含有Cu、Fe、Al的离子.根据滤液2和CuSO4·5H2O可知，滤液2为CuSO4溶液，滤渣2中含有Fe(OH)3和Al（OH）3。(1）第①步中Cu与酸发生的反应为Cu与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－，3)eq\o（=,\s\up14(△）)Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或浓硝酸与稀硫酸的混合过程中硝酸变稀，发生的反应也可能为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3）eq\o（=，\s\up14(△))3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。根据分析可知滤渣1的主要成分为Pt、Au。（2）第②步操作中加H2O2的目的是将Fe2＋转化为Fe3＋,从而将Fe3＋转化为沉淀除去，防止对CuSO4晶体的制备产生干扰。H2O2的优点是还原产物为H2O，不引入新杂质,同时对环境没有污染,调节pH的目的是将Fe2＋和Al3＋转化为沉淀而除去。(3）用CuSO4·5H2O制备无水CuSO4，只要除去结晶水即可。在加热过程中CuSO4发生水解,但是因为硫酸不挥发，所以最终得到的仍然是CuSO4，所以只要加热脱水即可。(4)甲中制备的Al2(SO4)3晶体中含有Fe2（SO4）3。乙、丙两种方案中,乙方案的原子利用率更高。[答案］(1）Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al（－，3)eq\o（=，\s\up14(△）)Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3）eq\o(=,\s\up14（△））3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋不引入杂质,对环境无污染Fe3＋、Al3＋（3）加热脱水（4)甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙9．(2017·广东惠州一调)高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝:（1）“除杂"操作是加入H2O2后，然后用氨水调节溶液的pH约为8。0,以除去硫酸铵溶液中少量的Fe2＋。①酸性溶液中Fe2＋与H2O2反应的离子方程式为__________________。②过滤操作中得到滤渣的主要成分的化学式为______。（2)检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法：___________.(3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化的目的是____________________。(4)“结晶”操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶,得到铵明矾晶体（含结晶水),母液不能蒸干的原因是_______________________。(5)铵明矾晶体的化学式为NH4Al（SO4）2·12H2O，在0。1mol/L铵明矾的水溶液中，NHeq\o\al(＋，4)、Al3＋、SOeq\o\al（2－，4)三种离子浓度由大到小的顺序为__________。[解析］（1）①过氧化氢具有氧化性，酸性条件下将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。②Fe3＋在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀,反应的离子方程式：2Fe3＋＋6NH3·H2O=2Fe（OH)3↓＋6NHeq\o\al（＋,4），过滤操作中所得到滤渣主要成分为氢氧化铁。（2）由工艺流程可知，过滤后的滤液中可能含有Fe3＋，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽。（3）由于Al3＋在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了Al3＋的水解.（4）由于蒸干会有可溶性杂质析出，且Al3＋水解程度增大，防止晶体失去结晶水，所以母液不能蒸干.（5）铵明矾晶体的化学式为NH4Al（SO4）2·12H2O,在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，未水解前，c（Al3＋）＝c（NHeq\o\al（＋，4))＝0。1mol/L，c(SOeq\o\al(2－，4)）＝0.2mol/L，由于Al3＋的水解程度大于NHeq\o\al（＋，4),故三种离子浓度由大到小的顺序为c（SOeq\o\al（2－,4））〉c（NHeq\o\al(＋,4)）>c(Al3＋)。［答案](1）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O②Fe（OH)3(2）取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液,若溶液不变红色，则杂质已除尽(3)抑制Al3＋水解（4)减少可溶性杂质的析出及Al3＋水解，防止晶体失去结晶水(5）c(SOeq\o\al(2－,4)）〉c（NHeq\o\al（＋,4）)〉c(Al3＋）B级（能力提升)一、选择题1．（2016·山东淄博模拟）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，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底辅薪，发火煅红,……冷淀,毁罐取出，……即倭铅也”（注：炉甘石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CC．冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3＋2Ceq\o（=，\s\up14(高温）,\s\do14（））Zn＋3CO↑D．该冶炼锌的方法属于热还原法[解析］根据题目信息可知倭铅是锌，A项错误；煤炭中的碳与碳酸锌反应生成锌，其中C起到还原剂的作用,B、C、D项正确。[答案]A2．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法.选择的原则主要是依据(）A．金属在地壳中的丰度B．金属在自然界中的存在形式C．金属的还原性强弱D．金属的利用价值[解析］金属活动性顺序中从左至右金属单质的还原性逐渐减弱，对应离子的氧化性逐渐增强(越来越易被还原为单质），故其冶炼方法不同。[答案]C3．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＋Cl2eq\o(=,\s\up14(点燃）)CuCl＋HClD．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］C4．CuSO4是一种重要的化工原料，其制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(）A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2B．相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想C．1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75molD．Y可以是葡萄糖[解析]根据反应式3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3）=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，硫酸与硝酸的物质的量之比是3∶2,选项A正确;途径①③中均生成大气污染物，而②没有，所以选项B正确；1mol硫酸可以生成0。5mol氧化亚铜,转移1mol电子,所以生成0。25mol氧气,选项C不正确;醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化，生成氧化亚铜，葡萄糖含有醛基，D正确。［答案]C二、综合题5．(2016·云南玉溪第一中学模拟）铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下,在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋=Cu2＋＋Cu.大多数＋1价铜的化合物是难溶物,如:Cu2O、CuI、CuCl、CuH等.（1）在新制Cu（OH）2悬浊液中滴入葡萄糖溶液,加热生成不溶物的颜色为________,某同学实验时却有黑色物质出现,这种黑色物质的化学式为________。（2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：a．2Cu2＋＋4I－=2CuI↓(白色）＋I2b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－=2CuCl↓(白色）＋I2为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是________。A．SO2 B．苯C．NaOH溶液 D．乙醇（3）一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。①已知NH5是离子晶体且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式：________.②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式:______.③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式：(4）已知:Ksp[Cu(OH)2]＝2。2×10－20。常温下,向0。20mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀,当溶液的pH＝6时，c(Cu2＋)＝________mol·L－1。［解析](1)在新制Cu（OH）2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热发生氧化还