高考一轮复习专项练习化学课时规范练8金属材料金属矿物的开发利用

课时规范练8金属材料金属矿物的开发利用

基础巩固

1.（2020全国2,7）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矶，

烹胆研则成铜。熬胆矶铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是（）

A.胆矶的化学式为CuSO4

B.胆根可作为湿法冶铜的原料

C”熬之则成胆矶”是浓缩结晶过桎

D”熬胆研铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应

2.（2020河北邢台月考）我国古代的青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确

的是（）

A.我国使用者铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早

B.将青铜器放在银质托盘上，青铜落容易生成铜绿

C.《本草纲目》中载有一药物，名，铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜

D.用蜂蜡做出铜器的蜡模，是古代青铜器的铸造方法之一，蜂蜡的主要成分是有机化合物

3.（2020江苏化学,3）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A.铝的金属活动性强，可用于制作仰金属制品

B.氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料

C.氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸

D.明矶溶于水并水解形成胶体，可用于净水

4.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.帆、铭、铳、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制

B.铝及其合金是生产、生活中广泛使用的材料，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卜■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

5.（2020江西第一次大联考）向铝、铁两种金属粉末的混合物中加入过量的盐酸，过滤后向滤液中加入

过量的烧碱溶液,再过滤，滤液中大量存在的离子有（）

A.Fe3+B.AIO^C.AI3+D.Fe2+

6.（2020山东实脍中学诊断）铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列

工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是（）

工过量NaOH

庭可密口②海％0电前1

A.①、②中除加试剂外,还需要进行过滤操作

B.a、b中铝元素的化合价相同

C.③中需要通入过量的氨气

D.④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝

7.（2020北京东城区一模）文物是人类宝贵的历史文化遗产，我国文物资源丰富，但保存完好的铁器比

青铜器少得多，研究铁质文物的保护意义重大。

商代的铁刃钢钺

⑴铁刃铜钺中，铁质部分比铜质部分锈蚀严重，其主要原因

是O

Q）已知：

i.铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀，表面生成疏松的FeOOH;

ii.铁质文物在干燥的土壤中表面会生成致密的FezCh,过程如下：

Inm

Fe_*FeO—•,FejOj—

①写出i中,02参与反应的电极反应式和化学方程式:、o

②若ii中每一步反应转化的铁元素质量相等，则三步反应中电子转移数之比为O

③结合已知信息分析，铁质文物在潮湿的土壤中比在干燥的土壤中锈蚀严重的主要原因

是。

（3）【资料I】C1体积小、穿透能力强，可将致密氧化膜转化成易溶解的氯化物而促进铁质文物继续

锈蚀。

【资料2】CI、Br、I促进铁器皿继续锈蚀的能力逐渐减弱。

①写出铁质文物表面的致密氧化膜被氯化钠破坏的化学方程式:

②结合元素周期律解释“资料2”的原因是。

（4）从潮湿上壤出上或海底打捞的铁质文物必须进行脱氯处理:用稀NaOH溶液反复浸泡使C1渗出后,

取最后一次浸泡液加入试剂（填化学式）溶液检验脱氯处理是否达标。

⑸经脱氯、干燥处理后的铁质文物再“覆盖”一层透明的高分子膜可以有效防止其在空气中锈蚀。

下图为其中一种高分子膜的片段：

COOCHCH,COOCH

I3II3

CH—CH2—C—＜：Ht—CH—CH2—

COOCH3COOCHsCH3

该高分子的单体是。

能力提升

8.（"•选）（2020J东临沂模拟）明矶［KAl（SO4）2・12Il2O］是•种复盐，在造纸等方面应用广泛▼采用废易

拉罐制备明矶的过程如下图所示。下列叙述错误的是（）

癖］

易稀硫酸

拉盛的丽环锦a硬嗡

域微热,明

过渡矶

A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用

B.从易拉罐中可回收的金属元素有A1无Fe

C.“沉淀”中的金属离子为Fe3，

D.上述流程中可用NaHSCh代替NaHCO；

9.（2020山东师范大学附中月考）以铜银合金（含少量铁）废料为原料同收银和铜的工艺流程如下：

做熔体型[粗银3乂纯侬

|铜银合|空气「

I金.科丽L

滤渣A髭广滤液B

-----国粗钢

下列说法正确的是（）

A.粗铜溶于过量稀硝酸，过滤、低温干燥得纯铜

B.电解时用粗银作为阴极，硝酸银溶液为电解质溶液

C用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应

D.从滤液B中可以提取&录矶（FeSChOHq）

10.（2020福建泉州质量检查）铝在酸性或碱性溶液中均可与NOg发生敦化还原反应，转化关系如卜图

所示：

[A^}.————

~~1r~~

⑷+殉O1

;、OH'

|B-液卜-----匚二T碱性气胸

下列说法错误的是（）

A.B溶液含AR）?

B.A溶液和B溶液混合无明显现象

C.D与F反应生成盐

D.E排入大气中会造成污染

11.（双选）（2020山东泰安第四中学期中）铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2Oo某学习小组取0.98

g（用精密天平测量）Cu（OH）2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图1所示;另外,某同学

绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是

（）

ffll图2

A.图1中,A到B的过程中有（）.01mol电子发生了转移

B.图1整个过程中共生成0.18g水

C.图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的是A曲线

D.图1中A和B化学式分别为Cu2O和CuO

12.（2020北京化学一轮复习月考）铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。

⑴铝元素位于周期表中第周期第族。硼、钱与铝位于同一主族，现有下列三种物质:①

NaAlCh、②NaBCh、③NaGaCh,浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为

（用序号表示）。

（2）将20.0mL0.1mol-L'Ba（OH）2溶液和20.0mL0.1moHJNEAKSO或溶液混合，所得溶液中Al3+>

NH：、SO：，OH、H♦的浓度由大到小的顺序为。

（3）氮化铝（AIN）是•种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料，某A1N样品中仅含有AI2O3杂

质,为测定A1N的含量，甲组同学设计了如下流程：

^过ftNaOH-维过fitCQ过一、洗涤出型

己知:AIN+NaOH+FhO-NaAlOz+NHjto

①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和，

②实验过程中，称得样品的质量为4.2g,最后得到的固体为5.1g,则样品中AIN的质量分数

为。（不考虑整个过程中的损耗，结果保留四位有效数字）

13.（2020山东肥城泰西中学月考）二业上以珞铁矿（主要成分为FcO和503,含有ALO3、SiCh等杂

质）为主要原料生产化工原料红矶钠（主要成分为Na2Crq7-2H2O）,其主要工艺流程如下：

回答下列问题：

⑴将珞铁矿矿石粉碎的目的是

(2)操作i、in、N用到的主要玻喃仪器有玻璃棒和(填仪器名称)。

(3)写出④中反应的化学方程式:，

(4)⑤中酸化是使50：转化为CnO打写出该反应的离子方程式:

⑸将溶液H经下列操作:蒸发浓缩,

过滤，洗涤，干燥即得红帆钠。

(6)取一定质量的固体D溶解于200mL稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0mol-L1NaOH溶液，生成沉淀

的物质的量(〃)与加入NaOH溶液的体积(K)的关系如图所示，则硫酸的物质的量浓度为_______，固

14.(2020北京化学,17)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。

废旧CPU1g溶Ud、Ag•溶液卜”…

已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。©HAuCh--H'+AuCl；

⑴酸溶后经________________操作，符混合物分离。

(2)浓、稀硝酸均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO?的物质的量不同，写出消耗HNCh物质的

量少的反应的化学方程式:o

(3)HNChNaCl与王水［■(浓硝酸)：■(浓盐酸)=1:3］溶金原理相同。

①将溶金反应的化学方程式补充完整：

Au+NaCl+HNO?—HAuCL+++NaNO?

②关于溶金的下列说法正确的是。

A.用到了HNCh的氧化性

B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性

C.用浓盐酸与NaNCh也可使Au溶解

(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCh完全还原,则参加反应的ZnH勺物质的量是moU

(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉，可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和

Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。

一匚m过敏Fc钞七工］试剂2.

CM/、Ag的液呼回

3物质3件理|Ag(NH0；溶液卜邛j］

试剂］是，试剂2是.

课时规范练8金属材料金属矿物的开发利用

1.A胆税的化学式为CUSO_T5H2O,A错误;湿法冶铜是用铁与CuSCU溶液反应置换出

铜:Fe+CuS04—Cu+FeSO%B、D正确;“熬之则成胆矶”是利用蒸发浓缩、冷却结晶，产生

CuSO4-5H2O晶体,C正确。

2.C我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,A项正确;将青铜器放在

艰质托盘上,可能会形成原电池,Cu比银活泼，会加快铜的腐蚀，所以青铜器容易生成铜

域,B正确；《本草纲目》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，为铜锈蚀生

成的碱式碳酸铜,C错误;用蜂蜡做出铜器的蜡模，是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的

主要成分是有机化合物,D项正确。

3.DA项，制作铝金属制品主要是利用铝质量轻、不易腐蚀的性质;B项,A1?O3熔点高，

与可作为冶炼铝的原料无因果关系;C项,A1(OH)3可用于中和过多的胃酸,是因为

A1(OH)3属于两性氢氧化物，能与盐酸反应。

4.D铁用CO还原法炼制,A项错误;因为A1有良好的性能才被广泛使用,B项错误;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能的方法制取铝。项错误;高

沪炼铁中焦炭的作用是与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳,D项正确。

5.B铝、铁两种金属都能与盐酸充分反应，发生反应的化学方程式为

2A1+6T-3H2T+2AP+、Fe+2FT—FC2-+H2T,过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠溶液，发

生反应H-+OH一比0、Fe2++2OH—Fe(OH)2hAP++4OH—AIO2+2H2O,铁元素存在于

沉淀中，铝元素存在于AI。2中,因此有大量的AIO)存在于溶液中。

6.C加入盐酸，氧化铝和氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和氟化铝及水，二氧化硅不溶解，

过滤即可除去二氧化硅;加入过量的氢氧化钠可生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠，过滤除去

氢氧化铁;向偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2气体，即生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝受热

分解可得到箪.化铝，电解熔融的氧化铝可得到单质铝。则A、B、D项正确,C项错误。

7.答案⑴铁比铜活泼(2)①Oz+4e+2H2O—4OH

4Fe(OH)2+O2—4FeOOH+2H2O②6：2：1③铁质文物在潮湿环境中表面生成疏松

的FeOOH,水、氧气能通过孔隙使铁继续发生吸氧锈蚀;在干燥空气中形成致密的Fe2O3,

隔绝了铁与水和氧气的接触，阻碍锈蚀(3)①Fe2O3+6NaCl+3H20—6NaOH+2FeCb②

氯、漠、碘同主族，形成的阴离子随电子层数增加半径增大(或体积增大),穿透能力减弱

(4)HNO3和AgNOi

“C-€—COOC%

(5)H?C—CH-COOCH」、CH,

解析(1)因为铁比铜活泼,所以铁刃铜钺中铁质部分比铜质蓄分锈蚀严重。

(2)①铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀,02在正极得电子发生还原反应，

电极反应式为Oz+4e+2H2。一40H,负极铁失电子发生氧化反应生成氢氧化亚铁,氧气与

氢氧化亚铁反应生成疏松的FeOOH和HzO,化学方程式为

4Fe(OH)2+O2—4FeOOH+2H2Oo②过程I中铁由0价变为+2价/molFe转移电子2

mol,过程II可以看作铁由+2价变为吟价,1molFeO转移,mol电子，过程IH可以看作铁由

I价变为+3价,JmolFe.Q4转移4moi电子，若ii中每一步反应转化的铁元素质量相等，则

D。O

三步反应中电子转移数之比%2：|：1=6：2：1。③铁质文物在潮湿环境中表面生成疏

松的FcOOH,水、氧气能通过孔隙使铁继续发生吸氧锈蚀;在干燥空气中形成致密的

Fez。力隔绝了铁与水和氧气的接触，阻碍锈蚀,所以铁质文物在潮湿的土壤中比在干燥的

土壤中锈蚀严重。

(3)①铁质文物表面的致密氧化膜为Fez。力根据题意可知Fe2€)3与氯化钠反应生成

氯化铁，根据元素守恒，反应物中还应有水，生成物还应有氢氧化钠,该反应的化学方程式

为Fe2O3+6NaQ+3H20—6NaOH+2FeCh。②氯、澳、碘是同主族元素，形成的阴离子随

电子层数增加半径增大(或体积增大),穿透能力减弱，导致Cl、Br、I促进铁器皿继续锈

他的能力逐渐减弱。

(4)用稀NaOH溶液反复浸泡对文物进行脱氯处理，脱氯过程中Q渗出后，要检验脱

氯处理是否达标，只需检验最后一次浸泡液中是否含有C1即可，检验C1需要的试剂为

HNCh和AgNCh溶液。

COOCH；,CII»

—CH：—CH—CH,—C—

(5)根据高分子膜的片段可知，该高分子的链节为Z)OCHa,是由有机化

IhC—C-COCXSHa

合物HQ-CH-COOCHs和CH,通过加聚反应生成的，故该高分子的单体是

H：C—c—COOCII3

H,C—CH—COOCH3和CH,。

8.BD易拉罐作为可再生资混其回收再生利用对提高经济效益、社会效益、保护环境

有着巨大的促进作用,A正确;由题意可知，易拉罐中主要含有A1和Fe,因此可从易拉罐

中回收的金属元素有A1和Fe,B错误;“沉淀”的主要成分是Fe(OH)3,C正确;铝离子与碳

酸氢根离子相互促进水解可生成氢氧化铝沉淀，硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根，不能发

生水解，不能与铝离子反应,D项错误。

9.D由流程可知，粗铜中含有少量铁，铁和铜都能溶于过量的稀硝酸中，过滤后低温干燥

潺不到纯铜，选项A错误;电解时，粗银为阳极，纯银为阴极，选项B错误;渣料的主要成分

为氧化铜，还含有少量的氧化铁,两种金属氧化物均能与稀硫酸反应，反应后元素化合价

沟没有发生变化，没有发生氧化还原反应，选项C错误;滤液B中的溶质主要是硫酸亚铁，

采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到绿矶，选项D正确。

10.B根据图示信息可知,AI在酸性条件下与硝酸根离子反应生成硝酸铝、NO和水，则

溶液A为硝酸铝，气体C为NO,则气体E为二氧化氮,F为硝酸;铝在碱性条件下与硝酸

根离子反应生成偏铝酸盐和氨气，则溶液B含偏铝酸盐，气体D为氨气。根据上述分析

可知,R溶液中含Al。2，A正磷硝酸铝溶液和偏铝酸盐溶液漏合时,发生相互促进的水解

反应产生氢氧化铝沉淀,B错误;D、F分别为氨气、硝酸，相互反应可生成硝酸筱。正

确;E为二氧化氮,二氧化氮有毒，排入大气中会造成污染,D正确。

ll.AB0.98gCu(OH)2的物质的量为^^^=0.01mol,若全部生成CuO,则质量为0.01

mol><80gmol'=0.8g,所以A点是CuO;若全部生成CuzO,则质量为0.005molx144

gmol'=0.72g,所以B点是Cu。根据反应的化学方程式4CuO型ZCsO+Chf可知,A到B

的过程中转移电子的物质的量为0.01mol,A正确;根据反应的化学方程式

Cu(OH)2~dcuO+H2O可知,生成水的物质的量为0.01mol,其质量为0.01molxl8

g・mo『=0.18g,B正确;10gCuO中所含Cu元素的质量为:鬻卜i、64gmoll=8g,观察题

图2可知，表示CuO的是B曲线,C错误;根据上述分析,A、B的化学式依次为CuO.

Cu2O,D错误。

12.答案⑴三IIIA③：*①2(2)c(SOj)>c(NH：)>c(A13+)>c(H+)>c(OH)(3)①玻璃

棒②87.86%

解析(1)铝元素位于周期表中第三周期第IIIA族;同主族元素原子序数越大,金属性越强，

其对应的盐溶液碱性越强，钱、硼与铝位于同一主族，金属性:钱>铝>硼,故碱性

NaGaO2>NaAlO2>NaBO2o

(2)将20.0mL0.1mol-L'Ba(OH)2溶液和20.0mL0.1molL1NH4Al(SO,2溶液混合,

印两种溶液中溶质的物质的量相等，反应后可生成2x10?mol的硫酸钢和［x］()3mo］的氢

氧化铝，所以反应后溶液中含有2x103mol的硫酸根离子，若不考虑水解时应含2x103mol

的铁根离子和声103moi的铝离子，由于镀根离子和铝离子在溶液中发生水解且使溶液呈

酸性，所以离子浓度的大小为C(SO；)>C(NH：)>C(A13+)>C(H+)"(OH)。

(3)①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;②根据题意分析燃烧得到的是

氧化铝，已知原样品中也含有AhOso设样品中A1N的质量为x,则

2A1N〜AI2O3Zn

8210220

x5.1g4.2g

—=,解得

“5.1g-4.2gfx=3.69°g

则样品中AIN的质量分数为竽普xl00%=87.86%。

4.2g

13.答案(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率，提高浸出率

(2)漏斗、烧杯(3)3NaBiO34-Cr2(SO4)3+7NaOH+H2O—2Na2CrO4+3Na2SO4+3Bi(OH)3

+1

(4)2Cr02-+2H-Cr202-+H2O(5)冷却结晶(6)2.5mol-L0.10mol

解析(1)将格铁矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率,提高浸出率。

(2)操作I、川、IV均是过滤，则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。

(3)根据题意可知，常温下、aBiCh不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将CN+转化

为CrOf,则④中反应的化学方程式为

3NaBiO3+Cr2(SO4)3+7NaOH+H2O—2Na2Cr04+3Na2S04+3Bi(0H)3o

(4)⑤中酸化是使CrOf转化为CmO/,在转化过程中各元素化合价不变，则该转化的

离子方程式为2CrO；+2H+iCr2O/+H2。。

(5)从溶液H中得到红矶钠的一般操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。

(6)根据图像可知加入氢氧化钠溶液时没有立即产生沉淀,这说明酸过量，首先发生

酸碱中和反应;从开始沉淀到沉淀达到最大量时需要氢氧化钠溶液180mL;继续加入氢

氧化钠溶液沉淀开始减少，即氢氧化铝沉淀开始溶解，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液

咏积是40mL,则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是120mL,所以与铁离子反应

的氢氧化钠溶液体积是60mL,其中NaOH的物质的量是0.06mL、5mol