高考化學(xué)復(fù)習(xí)金屬及其化合物第11講用途廣泛的金屬材料開發(fā)利用金屬礦物課時(shí)集訓(xùn)習(xí)題（含解析）.docx

第11講用途廣泛的金屬材料開發(fā)利用金屬礦物測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)能力挑戰(zhàn)銅及其化合物3,4,59,1012合金及金屬材料的利用27金屬礦物的開發(fā)利用18綜合應(yīng)用6,11131.(2018吉林普通中學(xué)一調(diào))下列物質(zhì)中,不能用于冶煉鐵的是(D)A.H2B.CC.CO D.H2O解析:鐵在高溫下與水反應(yīng),故D不符合。2.合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點(diǎn)是(A)合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般地,合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件,得到有不同性能的合金合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣A. B.C. D.解析:合金的硬度比其成分金屬大,正確;合金的熔點(diǎn)比成分金屬低,正確;合金的性能與其原料配比及生成條件有關(guān),正確;合金的導(dǎo)電能力比純金屬差,錯(cuò)誤;合金由于性能好而應(yīng)用更廣泛,正確。3.(2018吉林四校聯(lián)考)使用單質(zhì)銅制硝酸銅,耗用原料最經(jīng)濟(jì),而且對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染的是(B)A.Cu+HNO3(稀)B.CuCuOCu(NO3)2C.Cu+HNO3(濃)D.CuCuCl2Cu(NO3)2解析:生成等物質(zhì)的量的硝酸銅消耗硝酸最少的是方案B,而且B方案對(duì)環(huán)境無污染。4.(2018山東、湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)下列對(duì)于Cu及其化合物的說法正確的是(C)A.在CuSO4溶液中加入H2S氣體,溶液酸性增強(qiáng),說明酸性H2S大于H2SO4B.電解法精煉銅時(shí),陰極析出的銅的質(zhì)量與電路中通過電子沒有確定關(guān)系C.向氯化鐵溶液中加入適量氧化銅固體,可得到紅褐色沉淀D.銅在潮濕空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置,發(fā)生吸氧腐蝕,表面生成CuO解析:A項(xiàng),CuSO4+H2SCuS+H2SO4,原理是 Ksp(CuS)小,CuS極易沉淀;B項(xiàng),精煉銅時(shí),陰極反應(yīng)式為Cu2+2e-Cu,每析出1 mol Cu,轉(zhuǎn)移電子為2 mol;D項(xiàng),銅在空氣中生成堿式碳酸銅。5.Cu2S是火法煉銅的重要原料之一,下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO45H2O的流程圖:Cu2SCuCu2O、CuOAB膽礬(1)Cu2S中銅元素的化合價(jià)為 ,火法煉銅的反應(yīng)原理是 (用化學(xué)方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍(lán)色,且有紅色物質(zhì)生成,請(qǐng)寫出生成紅色物質(zhì)的離子方程式: 。(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉,操作中加入的試劑最好是(填字母)。A.適量的NaNO3 B.適量的HNO3C.適量的H2O2解析:(1)Cu2S中銅為+1價(jià),火法煉銅中Cu、O被還原,S被氧化,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2S+O22Cu+SO2。(2)依據(jù)信息知Cu2O在酸性條件下生成Cu2+(藍(lán)色)和單質(zhì)銅(紅色),反應(yīng)的離子方程式為Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O。(3)H2O2不產(chǎn)生污染物,不引入雜質(zhì)。答案:(1)+1Cu2S+O22Cu+SO2(2)Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O(3)C6.(2019河北石家莊模擬)已知下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中,M、N均為單質(zhì),則M可能是(D)M+NQQ溶液M+NA.NaB.AlC.FeD.Cu解析:Na、Al、Fe均為活潑金屬,電解相關(guān)溶液不能制取其單質(zhì);電解銅鹽溶液可以生成銅單質(zhì),題給轉(zhuǎn)化是Cu+Cl2CuCl2CuCl2溶液Cu+Cl2。7.(2018北京海淀區(qū)一模)平昌冬奧會(huì)“北京8分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)用石墨烯制作了-20 能發(fā)熱4 h的智能服飾;用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35 m、質(zhì)量?jī)H為10 kg的熊貓木偶,向世界展現(xiàn)了新時(shí)代的中國(guó)形象。下列說法中,不正確的是(A)A.石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料B.鋁合金是密度較低的金屬材料C.碳纖維是耐低溫的無機(jī)非金屬材料D.新型材料種類多、用途廣解析:石墨烯不屬于金屬材料,屬于非金屬材料,A不正確;鋁的密度較小,因此鋁合金是密度較低的金屬材料,B正確;根據(jù)信息,用石墨烯制作了-20 能發(fā)熱4 h的智能服飾,碳纖維是由碳單質(zhì)構(gòu)成的,碳纖維是耐低溫?zé)o機(jī)非金屬材料,C正確;新型材料包括合金材料、合成材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等,用途廣泛,如涉及軍事、信息等領(lǐng)域,D正確。8.(2019河北石家莊模擬)明代天工開物記載“火法”冶煉鋅:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi)然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅冷定,毀罐取出即倭鉛也”(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是(A)A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶煉Zn的過程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析:A項(xiàng),由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,不是混合物;B項(xiàng),反應(yīng)中C作還原劑,則煤炭中起作用的主要成分是C;C項(xiàng),碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳,有氧化還原反應(yīng)發(fā)生;D項(xiàng),該反應(yīng)是利用碳還原碳酸鋅生成鋅單質(zhì),屬于熱還原法。9.銅是一種紫紅色金屬,被稱作“電器工業(yè)的主角”,銅主要由黃銅礦煉制,焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,其簡(jiǎn)單流程如圖所示,下列說法正確的是(D)A.焙燒時(shí)硫元素全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫B.在焙燒時(shí)氧化劑只有氧氣C.粗銅精煉時(shí)用粗銅作陰極D.Cu2S可以用于火法煉制銅解析:焙燒時(shí)硫元素還生成金屬硫化物,部分硫元素轉(zhuǎn)化為二氧化硫,故A錯(cuò)誤;焙燒時(shí)Cu元素由+2價(jià)降低為+1價(jià),S元素由-2價(jià)升高到+4價(jià),氧氣中O元素由0價(jià)降低為-2價(jià),則氧化劑為氧氣和CuFeS2,故B錯(cuò)誤;粗銅精煉時(shí)用粗銅與電源正極相連,則粗銅為陽極,故C錯(cuò)誤;火法煉銅的原理為Cu2S+O22Cu+SO2,則Cu2S可用于火法煉制銅,故D正確。10.(2018福建泉州模擬)已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O,Cu2O與H+發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸中,下列有關(guān)說法中正確的是(C)A.如果溶液變?yōu)樗{(lán)色,同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn),說明樣品全部生成了Cu2OB.溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C.這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D.如果溶液變成藍(lán)色,最終沒有紫紅色固體出現(xiàn),說明CuO沒有分解解析:Cu、Cu2O、CuO均能與稀硝酸反應(yīng)生成 Cu(NO3)2,故不可能有紫紅色固體出現(xiàn),無法說明CuO分解的程度。11.(2018江西贛州質(zhì)檢)氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑,是一種白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工業(yè)上采用如下工藝流程,從某酸性廢液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-)中制備氯化亞銅。請(qǐng)回答下列問題:(1)寫出步驟中發(fā)生的兩個(gè)主要反應(yīng)的離子方程式:。(2)步驟的操作名稱是 。(3)步驟中所加物質(zhì)X為 。(4)步驟的操作是 。(5)步驟應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH呈酸性,且用乙醇洗滌CuCl晶體,目的是 。(6)在CuCl的生成過程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)是,理論上 (填“需要”或“不需要”)補(bǔ)充(不考慮調(diào)節(jié)等消耗);理由是 。(7)工業(yè)上還可以采用以碳棒為電極電解CuCl2溶液得到CuCl。寫出電解CuCl2溶液中的陰極上發(fā)生的電極反應(yīng): 。解析:(3)加CuO等調(diào)節(jié)pH,不會(huì)引入雜質(zhì)。(4)在HCl氣流中蒸發(fā)會(huì)抑制Cu2+的水解。(5)根據(jù)題中信息可知,CuCl不溶于稀H2SO4和乙醇,所以調(diào)節(jié)溶液的pH呈酸性,且用乙醇洗滌CuCl晶體。(6)最終有H2SO4生成,濃H2SO4與Cu反應(yīng)又生成SO2和CuSO4,所以H2SO4為可循環(huán)利用的物質(zhì),生成的H2SO4的量與消耗的H2SO4在理論上相同,所以不需要補(bǔ)充。(7)陰極發(fā)生還原反應(yīng),即Cu2+Cl-+e-CuCl。答案:(1)Cu2+FeCu+Fe2+、Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2+H2(任寫兩個(gè))(2)過濾、洗滌(不答洗滌也可)(3)CuO或Cu(OH)2等(4)在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶(5)減少CuCl的損失(6)硫酸(或H2SO4)不需要Cu與濃硫酸反應(yīng)生成 CuSO4和SO2的物質(zhì)的量之比為11,而生產(chǎn)CuCl的過程中消耗CuSO4和SO2的物質(zhì)的量之比也為11,所以理論上不需要補(bǔ)充H2SO4(7)Cu2+Cl-+e-CuCl12.(2018河南南陽一中月考)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天平測(cè)量)Cu(OH)2固體加熱,有銅的氧化物生成,其質(zhì)量隨溫度變化如圖甲所示;另外,某同學(xué)繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質(zhì)量的關(guān)系曲線,如圖乙所示。則下列分析正確的是(D)A.圖甲中a點(diǎn)和b點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為Cu2O和CuOB.圖甲整個(gè)過程中共生成0.26 g水C.圖乙三條曲線中,表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量關(guān)系的曲線是AD.圖甲中,a到b的過程中有0.01 mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移解析:0.98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01 mol,若全部生成CuO,則質(zhì)量為 0.01 mol80 gmol-1=0.80 g,所以a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是CuO;若全部生成Cu2O,則質(zhì)量為0.005 mol144 gmol-1=0.72 g,所以b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是Cu2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)2CuO+H2O、4CuO2Cu2O+O2可知,生成水的物質(zhì)的量為0.01 mol,質(zhì)量為 0.01 mol18 gmol-1=0.18 g,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g計(jì)算)為:CuOCu80 6410 g 8 g觀察圖乙可知,B曲線符合上述質(zhì)量關(guān)系,表示的是CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關(guān)系,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)方程式4CuO2Cu2O+O2可知,a到b的過程中有0.01 mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,D項(xiàng)正確。13.(2018江西南昌第二中學(xué)模擬)黃銅礦(CuFeS2)是冶煉銅及制備鐵氧化物的重要礦藏,常含有微量金、銀等。如圖是以黃銅礦為主要原料生產(chǎn)銅、鐵紅(氧化鐵)顏料的工藝流程圖:(1)CuCl難溶于水,但可與過量Cl-反應(yīng)生成可溶于水的CuCl2-,該反應(yīng)的離子方程式為 。(2)有大量Cl-存在時(shí),Na2SO3可將CuCl2還原成CuCl2-,因此Na2SO3要緩慢滴入溶液中的原因是 。(3)反應(yīng)中,屬于非氧化還原反應(yīng)的是反應(yīng) 。(4)已知反應(yīng)中Cu+發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),歧化為Cu2+和Cu,由此可推知溶液A中的溶質(zhì)為 (填化學(xué)式)。(5)在酸性、有氧條件下,一種叫做 Thibacillus ferroxidans 的細(xì)菌能將黃銅礦轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(6)將一定量鐵紅溶于160 mL 5 molL-1鹽酸中,再加入足量鐵粉,待反應(yīng)結(jié)束后共收集氣體2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),經(jīng)檢測(cè),溶液中無Fe3+,則參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為 g。解析:氯化鐵具有氧化性,能氧化黃銅礦,根據(jù)產(chǎn)物知反應(yīng)為CuFeS2+3Fe3+Cl-4Fe2+CuCl+2S,然后過濾得到固體CuCl、S和濾液,向?yàn)V液中加入碳酸鈉發(fā)生反應(yīng),發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Fe2+CFeCO3,過濾得到FeCO3,在空氣中灼燒 FeCO3得到氧化鐵,反應(yīng)為4FeCO3+O22Fe2