高中化学：第9讲 金属材料与金属矿物的开发利用 (一)

第9注金属材料与金属矿物的开发利用

课时训练

选题表

知识点题号

金属矿物的开发和利用合金1,2,6

铝及其重要化合物4,5,8,9,11

镁、铜及其重要化合物3,10,12

综合7,13,14,15

1.C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金°下列关于铝锂

合金的说法不正确的是（D）

A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物

B.铝锂合金的硬度比锂大

C.铝锂合金的熔、沸点比铝低

D.铝锂合金耐酸碱腐蚀

解析:铝锂合金中的铝既能与酸反应,又能与碱反应,锂能与酸反应，

故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。

2.不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是（D）

A.钮、铭、镒、铁等熔点较高的金属通常采用铝热法炼制

B.铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼

方法比较简单

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:A项,铁用CO还原法炼制,错误;B项,是因为A1有良好的性能,

才被广泛使用，错误;C项,氯化铝是共价化合物,熔融时不导电,工业

上用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误;D项,高炉炼铁中焦炭的作

用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，止确。

3.下列有关铜的化合物说法不正确的是(C)

A.Fe”有较强的氧化性，可用FeCL腐蚀Cu刻制印刷电路板

B.氢氧化铜是难溶性弱碱,与酸反应生成盐和水

C.C5,在溶液中可发生水解,将CuSOi溶液蒸干可获得Cu(OH)2

D.化学反应:Cu0+C02Cu+C02的实验现象为固体由黑变红

解析:将CuSOi溶液蒸干可获得CuSObC错误。

4.下列关于铝单质的叙述中错误的是(B)

A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应

B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定

C.将AlCk加入Ba(HCOj2溶液中同时有气体和沉淀产生

D.用地烟钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔

化后的液态铝不会滴落下来,是因为铝箔表面生成了高熔点的A1A

解析:A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝

在空气中有很强的抗腐蚀性是因为表面形成致密的氧化膜，错误；

C项,Ar与HCO3发生相互促进的水解反应，生成Al(0H)3沉淀和C02

气体,正确;D项,打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧,表面生成Al203,高熔

点的AU)：,兜住了熔融的液态铝，使其不滴落下来,正确。

5.下列除去杂质的方法不正确的是(B)

A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、

干燥

B.用过量氨水除去溶液中的少量Al3+

C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液,充分反应,过流，

向滤液中通入过量CO?后过滤

D.MgO中混有少量AI2O3：加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、

干燥得到MgO

解析:Al(OH)：,不溶于氨水，故向含少量Al》的F/溶液中加入过量氨水

时,F屋、A-均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。

6.某潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合

而成)作载热介质，下列有关说法不正确的是(D)

A.该铝钠合金的熔点低于金属钠

B.铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,则n(Al)Wn(Na)

C.将铝钠合金投入氯化铜溶液中，会有氢氧化铜沉淀生成

D.若将mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出的乩越多，则铝

的质量分数越小

解析:A.常温下，钠为固体,铝钠合金为液体,铝钠合金的熔点低于金

属钠,正确;B.钠和水反应生成氢氧化钠,铝和氢氧化钠反应生成偏铝

酸钠,NaAlO2中钠和铝的物质的量之比为1：1,所以n(Al)Wn(Na)时,

铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,正确;C.将铝钠合金投

入氯化铜溶液中，钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和氯化铜反应

生成氢氧化铜沉淀,正确;D.23g钠放出1g氢气,9g铝放出1g氢

气,若将mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出的乩越多,则

铝的质量分数越大,错误。

7.“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。

AI65CU23Fe2是二十世纪发现的儿白种拟晶之一，具有合金的某些优良

物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是（C）

A.无法确定A165Cu23Fei2中三种金属的化合价

B.AUCu23Fe12的硬度小于金属铁

C.ALCmFe已不可用作长期浸泡在海水中的材料

D.1molAhC-Fer溶于过量的硝酸时共失去265mol电子

解析:拟晶AI65CU23F312是由三种金属元素组成的，由于金属无负价,根

据化合物中各元素化合价代数和为0的原则,三种金属的化合价均可

视作0价,A错误;拟晶具有合金的某些优良物理性能,合金的硬度一

般比各成分金属大,B错误;A165CU23Fa2与海水可以构成原电池,会加

速金属的腐蚀,因此不可用作长期浸泡在海水中的材料,C正确;溶于

过量的硝酸时,A1与Fe均变为+3价,Cu变为+2价,故1molAl65Cu23Fe12

失去电子的物质的量为（65X3+23X2+12X3）mol=277mol,D错误。

8.某学生探究0.25mol/LALSO,溶液与0.5mol/LNa2cO3溶液的

反应，实验如下。下列分析错误的是（D）

f口稀硫酸y[

实验N&CO赭液

y过滤、洗涤

1过爆的Aljso,卜溶液白色沉淀a沉淀溶解,无气泡

实验

A1JS0,卜溶液u稀硫酸y

艮过滤、洗涤

2过量的NazCO,溶液白色沉淀b沉淀溶解，少量气泡

A.实验1中,白色沉淀a是A1(0叽

B.实验2中，白色沉淀b中含有COf

C.实验1、2中，白色沉淀成分不同可能与混合后溶液的pH有关

D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,不可使用相同的检验试剂

解析:实验1在过量的Ab(SO)溶液中加入Na2cOs溶液,过滤、洗涤得

到白色沉淀a,加入稀硫酸沉淀溶解，没有气泡，说明白色沉淀a是

A1(()H)3；实验2在过量的gCO：,溶液中加入AMSO,溶液，过滤、洗

涤得到白色沉淀b,加入稀硫酸，沉淀溶解并产生少量气泡，说明白色

沉淀b中含有A1(OH)3和碳酸盐。由以上分析可知,A、B项正确；实验

1、2中加入试剂的顺序不同,混合后溶液的pH不同,生成的沉淀不同,

说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关,C项正确;检验白

色沉淀a、b是否洗涤干净，都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有

SOf的方法，故可使用相同的检验试剂,D项错误。

9.下列是部分矿物资源铝土矿(主要含有氧化铝、氧化铁)和黄铜矿

(主要成分CuFeSj的利用及产品生产流程。有关说法不正确的是

(D)

矿铝土矿一除杂―A1:O,暨A1

物

资-Cu(fi)^5cu(|fi)

源

黄铜矿瑞

-FeO+SOj+it

A.除杂过程中铝元素的存在形式的变化可以如下:

Al203fAi02fAi(OH)3fAi2。：,

B.A1和Cu(精)均在电解槽的阴极获得

C.粗铜炼制过程中反应2CuFeS2+02S^Cu2S+2FeS+S02,每转移1.2mol

电子，则有0.2mol硫被氧化

D.若电解法分别制铝和铜的过程中转移电子数相等,理论上获得的铝

和铜的物质的量之比为3：2

解析:制铝过程中A1〜3e,制铜过程中Cu〜2d,当转移电子数相等时,

铝和铜的物质的量之比为2：3。

10.光卤石的主要成分为KMgCL-6H20,下列有关说法不正确的是

(C)

A.KMgCh-6H20是一种复盐,且为纯净物

B.KMgCl3-6IL0易溶于水,其水溶液呈酸性

C.KMgCl3-6H20减压蒸发脱水,可快速得到KMgCL

D.用惰性电极电解KMgCl3-6H20的水溶液,得到两种气体和一种沉淀

解析:A.复盐是由两种金属离子(或金属离子和钱根离子)和一种酸根

离子构成的盐,KMgCl3-6H20是一种复盐，有化学式，为纯净物，正确；

B.KMgCl3-6H20易溶于水,属于强酸弱碱形成的复盐,其水溶液呈酸性，

正确;C.KMgCl3-6H20减压蒸发脱水，会加快镁离子的水解，得到的是

氢氧化镁和KC1,不能得到KMgCL,错误;D.用惰性电极电解KMgCL•

6H2O的水溶液,离子方程式为2C「+Mg2++2Hq迫Mg(0H)2I+H2t+Cl21,

得到两种气体和一种沉淀,正确。

11.将某矿物(含Al。、MgO)溶于过量的烧碱溶液，向所得溶液中滴加

NaHC。,溶液,测得溶液pH和A1(0叽生成的量随加入NaHCO?溶液体积

变化的曲线如图所示：

下列有关说法不正确的是(C)

A.a点溶液中存在的离子有Na\A1O2.0H\If

B.b点与c点溶液中所含微粒种类相同

C.NaHCU溶液的物质的量浓度为0.8mol/L

D.生成沉淀的离子方程式为HC03+A102+H,0—A1(OH)3!+CO，

解析:ALQ,与MgO的混和物经过量烧碱溶液处理，过滤后所得滤液中

溶质是生成的NaAlO.，和过量的NaOH,则a点溶液中存在Na\A102^

OH、H；故A正确；由b点到c点是偏铝酸根离子与碳酸氢根离子反应,

其离子方程式为HC03+A102+H20—Al(0II)3l+COi~,b、c两点溶液中

均只有部分Al。2反应,则溶液中所含微粒种类相同，故B、D正确;d

点坐标说明加入40mLNaHCQ,溶液与偏铝酸根离子、氢氧根离子反应,

-3

生成n[Al(OH)3]=32X10mol,IUn(NaHC03)>n[Al(0H)3]=32X

lOmol,则NaHCOs溶液的物质的量浓度大于0.8mol/L,故C错误。

12.某同学通过如下流程制备氧化亚铜：

国瓯匝产铲恒遢票盟垣^匿函

---------9--------②③----1④⑤---1

已知：CuCl难溶于水和稀硫酸;

+2+

CU20+2H_CU+CU+H20O

下列说法不正确的是（D）

A.步骤②中的SOZ可用Na2s替换

B.步骤③中为防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗涤

C.步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+20H^Cu20+2Cr+H20

D.如果Cu20试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu20试样

充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度

解析:碱式碳酸铜溶于过量的稀盐酸，得到CuCh溶液，向此溶液中通

入S02,利用SO2的还原性将O?.还原生成CuCl白色沉淀，将过滤后的

CuCl与NaOH溶液混合加热得红色沉淀Cu20oNazS。,具有还原性，则步

骤②还原Q?+可用Na2s替换S02,故A项正确;CuCl易被空气中Bj氧

气氧化,SO2具有还原性,用SO2的水溶液洗涤,可防止CuCl被氧化,故

B项正确;CuCl与NaOH溶液混合加热生成红色沉淀Cu2O,根据电荷守

恒及原子守恒可知，发生反应的离子方程式为2CuCl+20Hqe山0+

2CF+H.0,故C项正确;根据CuCl难溶于水和稀硫酸,CuQ与稀硫酸反

应,溶液变蓝，同时有Cu生成,CuO会与稀硫酸反应,生成CuSO）,则过

滤后所得滤渣为Cu和CuCl的混合物,无法计算出样品中CuQ的质量,

即无法计算样品纯度，故D项不正确。

13.化合物X（仅含三种常见短周期元素）是一种储氢材料,X中某种元

素的单质可用于制造信号弹,某研究小组为了探究X的组成和性质，

设计并完成了如下实验。

气体A

揣1题「气体短

单质B|―一|0.72&化合物H

恒研*单质D过景孝演

槌［溶液E警「勰F

EL溶液G

⑴金属互化物C的化学式为O

(2)X在400℃分解的化学方程式为。

⑶写出化合物H与乙醇反应的化学方程式:o

解析：由化合物X是一种储氢材料可知,X中含有氢元素，由某种元素

的单质可用于制造信号弹可知,X中含有镁元素，由示意图可知，单质

B和金属互化物C能与氢氧化钠溶液反应,则X中含A1元素,X是由H、

Mg、Al形成的储氢材料,隔绝空气加热到400℃时发生分解反应生成

氨气、铝和金属互化物,铝和金属互化物与氢氧化钠溶液反应生成氢

气、镁和偏铝酸钠,反应生成的氢气与镁反应生成氢化镁，偏铝酸钠溶

液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠。由单质D的质

量为0.72g可知,X中含有镁元素的质量为0.72g,其物质的量为

券空「0.03mol,由白色胶状沉淀的质量为4.68g可知,X中含有铝

24g,mol

元素的物质的量为：68?二0.06mol,m(Al)=0.06molX27g/mol=

78g/mol

1.62g,则X中n(H),258°72i62)g0.24mol,则X中n(Mg)：n(Al)：

1g/mol

n(H)=0.03mol：0.06mol：0.24mol=1：2：8,X的化学式为

Mg(AlH)2；由X受热分解生成1.08gAl可知,金属互化物中n(Al)=

0.06mol-^08g=0,02mol,则金属互化物中Mg、Al的物质的量之

27g/mol

比为0.03mol：0.02mol=3：2,化学式为Mg3Ak；由单质Mg的质量为

0.72g可知,0.78gH中含有可知06mol,贝ijH中Mg、

H的物质的量之比为Q03mol：0.06mol=l：2,则H的化学式为Mglfe。

(1)由分析可知，金属互化物C的化学式为Mg3A12。

⑵由分析可知,Mg(A1HJ2隔绝空气加热到400°C时发生分解反应生

400C

成H2、A1和Mg3AL,反应的化学方程式为3Mg(A1H。2百声12H2f+4A1+

Mg3AI20

(3)氢化镁与乙醇发生氧化还原反应生成乙醇镁和氢气，反应的化学

方程式为MgH2+2CH3cH20H—Mg(CH3cH2。)？+2卜12t。

答案:⑴Mg2Ak

400C

(2)3Mg(AlH4)2TSST12H21+4Al+Mg3Al2

⑶MgH2+2CH3cH20H*Mg(CH3CH20)2+2H21

14.某兴趣小组用铝箔制备AbO：,、A1CL-6H20及明矶晶体,具体流程

如下：

|明研|Kso，溶液邓0,溶液

I卜~2iv-

嗝|NaOH溶液过量CO2分高丽|洗涤心血

酗一口・幽噫卒

已知：Aich•6&()易溶于水、乙醇及乙醛；明矶在水中的溶解度如

下表。

温度/℃010203040608090

溶解度/g3.003.995.908.3911.724.871.0109

请回答:

(1)步骤II中发生反应的化学方程式为

步骤HI中发生反应的化学方程式为o

(2)步骤n【，下列操作合理的是(填字母)。

A.用烟洗净后，无须擦干，即可加入Al(0H)3灼烧

B.为了得到纯A12O：1,需灼烧至恒重

C.若用用烟钳移动灼热的用埸，需预热生烟钳

D.用烟取下后放在石棉网上冷却待用

E.为确保称量准确，灼烧后应趁热称重

(3)步骤V中过滤时，用到的玻璃仪器有o

(4)由于无水AlCh(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室

需用下列装置制备。

①装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是

②F中试剂的作用是,

用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂

为o

解析:步骤I中铝箔和NaOH溶液反应生成NaAlCk步骤H中C0z和

NaAlO2溶液反应得到Al(0H)3胶状固体;步骤W中灼烧A1(OH)3得到

AkO：,；步骤IV中，由于明矶在水中的溶解度随温度变化而变化,且变化

量较大,故可采用降温结晶得到明矶晶体;制备A1CL-6H2。晶体,需

要将Al(0H)3用稀盐酸溶解形成A1CL的盐酸溶液,再冷却结晶、过

滤、洗涤、干燥得到A1干3・6比0晶体。实验室制备无水A1CL,观察

实验装置,A为Cl2的发生装置,B中装有饱和食盐水,C中装有浓硫酸，

D为Ch和Al反应的装置,E为AlCk的收集装置(题中已说明A1CL

易升华)，F中装有浓硫酸(防止G中水蒸气进入E中)，G为CL的处理

装置。

(1)步骤I中铝箔和NaOH溶液反应生成NaAlOz；步骤H中CO2和NaAlOz

溶液反应生成Al(0H)3胶状固体，步骤11中发生反应的化学方程式为

4

NaA102+2H20+C02A1(OH)3I+NaHC()3；步骤HI4灼烧Al(011)3得至1M120