高考化学一轮复习 第14讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物检测（含解析）试题

用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物

一、选择题

1.（2019•山东高三调研）卜.列生活用品中主要由黑色金属材料制造的是（）

A.塑钢门窗B.不锈钢刀

C.纯铜导线D.18K金首饰

解析：选B。冶金工业上习惯把铁、辂、锌以及它们的合金（主要指合金钢及钢铁）叫作黑

色金属材料。塑钢门窗是以聚氯乙烯树脂为主要原料制造的，A项错误：不锈钢刀为铁的合金，

主要由黑色金属材料制造而成，B项正确；纯铜导线为铜单质，铜属于有色金属，C项错误：

18K金首饰为金的合金，属于有色金属材料，D项错误。

2.（2019•怀化联考）下列有关金属的说法中正确的是（!

A.生铁比纯铁抗腐蚀能力更强

B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金

C.性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用

D.单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属

解析：选人生铁容易被腐蚀，比纯铁抗腐蚀能力弱，A项错误：青铜、不锈钢、硬铝都

是合金，B项正确；性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用，C项错误：单质铝在空气中

比较耐腐蚀，是因为其表面有一层致密的氧化膜，铝是活泼金属，。项错误。

3.（2019•河南八市第一次测评）《天工开物》中记我：“凡铜供世用，出山与出炉，止

有赤铜。以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矶、硝等药制炼为青

铜。”其中涉及的物质中熔点域高的是（）

A.青铜B,黄铜

C.赤铜D.白铜

解析•：选C。赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，

白铜是铜银合金，c项正确°

4.（2019•山东省实验中学高三检测）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，其底铺薪，发火煨红……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）.F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：ZnC0a+2C盘遢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A错误：煤炭的主

要成分是碳，反应中碳做还原剂，故B、C、D均正确。

5.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.钿、格、钵、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制

B.铝及其合金是电气、T.亚、家庭广泛使用的材料.是伏I为铝的冶炼方法比较简单

C.由于钠、镁、铝等金属叱学性质太活泼，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D。A项，铁用O）还原法炼制，错误；B项，A1及其合金被广泛使用是因为A1

及其合金有良好的性能，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，正确。

6.（2019•哈尔滨高三质检）利用如图装置.做铝热反应实验。下列说法不正确的是（）

A.该反应的化学方程式是2A1+FC。包园•2FC+A1?O3

B.该反应会产生高温，发出强光

C.根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属

D.若反应中转移3mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1irol

解析：选D。反应中转移3mol电子，即1molAl参加反应，则消耗氧化剂FeQ的物质

的量为0.5molo

7.下表中，对陈述I、II的正确性及其有无因果关系的判惭都正确的是（）

选项陈述I陈述II判断

铜绿的主要成分是碱式碳酸可用稀盐酸除铜器表面的铜I对：

A

铜绿n对：无

1对：

B铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸

II对；有

向硫酸铜溶液中通入少量氨，

把铜丝放在酒精灯火焰上灼I对：

C有深蓝色沉淀产生，过滤后灼

烧，铜丝表面变黑II对：有

烧滤渣，最后变成黑色固体

蓝色硫酸铜晶体受热转化为硫酸铜溶液可用作游泳池的I错：

D

白色硫酸铜粉末是物理变化消毒剂H对;无

解中f：选及稀盐酸可以与CU2（0H）£0：I反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐

酸除铜器表面的铜绿CU2（OH）©）3,I、I［有因果关系，A错误：铜表面不能形成致密的氧化膜,

铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误：硫酸铜与氨

水反应生成CU（0H）2,CU（0H）2受热分解生成黑色CUO,I、n均正确，但没有因果关系，C错

误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSOi可用作

消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。

8.（2019•青岛高二质检）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

（）

金属NaCuAlFe

熔点/997.510836601535

沸点/℃883259522003000

A.Cu和AlB.Fe和Cu

C.Fe和NaD.A1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。

9.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CuQ,两者都是红色固体。一同学对某次汨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

稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸

试剂

红棕色

实验红色固体和无色气体和无色气体和

气体和

现象蓝色溶液蓝色溶液蓝色溶液

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.Cu20

C.一定有Cu,可能有Cu2

D.一定有MO,可能有Cu

解析：选D。乩还原CuO生成红色固体，该红色固体可能是Cu和Cu力中的一种或两种。

红色固体产物中加入稀H2S0）,溶液变蓝并得到红色固体，证明原红色固体产物中含Cu2O；由

于上述反应中有Cu生成，干扰了对原红色固体产物中是否含有Cu的判断，故不能证明原红

色固体产物中是否含有Cu。

10.下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正诵的是（）

一铝土矿—除杂一AIM山」A】

0「Cu（粗）3-Cu（精）

—黄铜矿E打*

物「FeO+SO2+渣

资

一石英患Si（粗）奥隼§血+Si

源

—石灰石纯唆塞玻璃

IM!un

A.粗铜电解精炼时，粗铜做阳极

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SOz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储的方法

解析：选B。电解精炼铜时，粗铜做阳极，自身可以溶解，故A正确：制备单质时涉及化

合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO-NazCCh谑NaSOj+G［和Si0?+

CaCOj直退CaSiO3+CO?t,元素化合价未发生变化，均不属于氧化还原反应，故B错误：S0?

可以转化成S0：〃进而生成HfC”，FcO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储，将SiCL从杂质中提取出来，再与“发生置换反应得到高纯硅，故D

正确。

二、非选择题

11.铜是生活中常见的金屈，请回答下列问题：

（l）Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀藐酸的混合物中滴入HQ”容液

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Cu式OH)£OJ绿色固体，试写出该反应的离子

方程式:

⑶火法炼铜的原理：CWS+02^=2CU+S0Z,在该反应中每生成1molCu,转移

mole-(>

(4)据报道，有一种叫ThibacillusFe门pxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可

将黄铜矿CuFeS，氧化成硫酸盐：4CuFeS,+2Hs0«+170，=4CiiS0,+2FeMS03+2H，0c利用反应

后的溶液，按如下流程可制备胆矶(CuSOi-5HX))：

上

述Fe(OH)3沉淀

加CuO俄液B|里®"

溶

液调pH

|溶液CuSO4•5H,()

①检验溶液B中Fe"是否被除尽的实验方法：

②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提燃金属铜(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___________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Q

解析：(D金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入上02溶液后铜开始溶解，溶液逐渐

变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为CU+HA+2H1

2+

=Cu+2H2Oe

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出

Cu2(OH)£(h,反应的离子方程式为2CLT+2co:+比0=。12(0田2c0：,I+C02t。

(3)反应中Cu元素化合价由+1价降低到0价，0元素化合价由0价降低到一2价，S元

素化合价由一2价升高到+4价，由方程式可计算出电子转移数目。

(4)①检验溶液B中FC?一是否被除尽的试剂是KSCN溶液。取少量溶液于试管中，加入KSCN

溶液，若溶液变红证明含有铁离子，若不变红证明不含铁离子。

②从硫酸铜溶液中得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为CuSOi

4-Fe=FeS0,+Cu；也可用惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuS0.+

2H?O^M2CU+O"+2ILSO40

答案：（1）CU+H2O2+2H+=CU2++2H?O

（2）2CIT+2co『+H2O=CU2（OH）2c6I+CO：t

（3）3

（4）①取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红证明含有铁离子，若不变红证

明不含铁离子

（g）CuS0i+Ee=FeS0（+Cu2CuS0，.+2H_0^42Cu+02t+2H白。（答案合埋即可）

12.（2019・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CuSO,•5H?0晶体。设计的工艺流程如图所示：

物质x

|③

1---------1l-CCuuSSOO.-5H0

-sor2

请回答下列问题：

（1）根据反应原理，操作①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②中需要把N0与（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中存在一定浓度的隆3+、Cu2+,在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下表。操

作③中某学生设计物质X为HO若加水调节溶液pH,则Fe（（ll）3开始沉淀的pH—1.9（填

“V”“>”或“=”）：而实际操作中一般不用此法调节溶液pH,其主要原伏I是

金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH

（3）操作④中物质Y为o查阅资料知CuS0i-5HQ的溶解度曲线如图所示，则

操作⑤应采取的措施是蒸发浓缩、、

过滤、洗涤、干燥等。

CUSO4-5HJO

CUS04-3H,0

3077T

解析：(1)操作①是利用肥酸的氧化性而溶解铜，生成的Cu"与SOT结合为CuSO,。根据

3CU+8H++2N0T=3CU2++2N01+4H2知，生成3molCuSOi消耗3mol硫酸、2mol硝酸。

操作②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4\0+

302+240=4H\0m

⑵因加水使c(Fe")降低，则Fe(0H)3开始沉淀的PH>1.9,一实际操作中一般小用此法调

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H得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此需加入稀硫酸抑制水解。

根据CuS(h・5H2的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且30c

时CuS0i・5H?0失水变为CuSO,・3比0,因此应冷却到30℃以下结晶。

答案：(1)2：3024N0+302+2H20==4HN03

(2)>不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量)

⑶稀出S0」冷却到30℃以下结晶

13.某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业合金制取纯净的氯化铝溶液、绿研晶体

(FeSO,・7H2O)和胆帆晶体,其实验方案如图所示:

।9加入适加殛蔽

1加人造还团二

足后烧被溶液腹②：通人足■某气体后过墟“座上

台金

过滤

足量稀硫酸

漉渣

B)H读q滤渣H

途径③：加入途径④：加入稀破

浓硫酸，加热酸加焦.通人空气

(胆矶:TCuSO；溶液:

⑴合金属于(填“纯净物”或“混合物”)，合金与NaOH溶液反应的离子方程

式为____________________________________________________________________________

⑵方案中途径②的离子方程式为

，I)中加入适量盐酸的离子方程式为

________________________________________________________________________O

(3)滤渣F为,途径③、④的化学方程式分别为

途径③④相比，途径