高三化學暑期微訓練：2.4《用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物》

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物1．下列說法中正確的是（)A．鐵是人類在生產、生活中最早使用的金屬材料B．金、銀、銅是應用最廣泛的金屬材料C．鈦被譽為“21世紀的金屬",應用前景很廣闊D．銅是導電性、導熱性最好的有色金屬答案：C2．下列有關金屬的說法中，不正確的是（）A．青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金B(yǎng)．銅表面易形成致密的氧化膜C．工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂D．鋁是活潑金屬，但在空氣中耐腐蝕答案:B3．某工廠排放的酸性廢水中含有較多的Cu2＋，對農作物和人畜都有害,欲采用化學法除去有害成分，最好是加入下列物質中的(）A．食鹽、硫酸B．膽礬、石灰水C．鐵粉、生石灰D．蘇打、鹽酸答案：C4．工業(yè)上由含釩、鉻和錳的礦物冶煉難熔的金屬釩、鉻和錳,通常采用的方法是(）A．炭還原法B．鋁熱還原法C．直接加熱法D．鹽的水溶液與活潑金屬置換法解析：冶煉活潑性比Al差且熔點高的金屬，通常利用鋁熱反應進行冶煉。答案：B5．某合金與鐵的物理性質的比較如下表所示：熔點/℃密度（g/cm3)硬度（金剛石為10)導電性（銀為100)某合金25003。007。42。3鐵15357.864。517還知該合金耐腐蝕、強度大，從以上性能看，該合金不適合做（）A．導線B．門窗框C．爐具D．飛機外殼解析：該合金與鐵的性質比較可知，其導電性比Fe差很多，不適合做導線.答案:A6．銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣.從物理性質和化學性質的角度分析,銅常用于制造貨幣的說法正確的是()A．銅來源廣泛，易于從自然界冶煉得到B．銅的化學性質比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，銅的熔點比較低.容易冶煉鑄造成型C．銅的外觀為紫紅色,大方美觀，易于被人們接受D．銅的化學性質不穩(wěn)定,在空氣中易轉化為銅綠，銅綠具有抗腐蝕能力，易于流通答案：B7．實驗室擬用一定量的鐵與足量的稀H2SO4及足量的CuO制成單質銅，有人設計以下兩種方案：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4）)H2eq\o（→，\s\up7（CuO))Cu②CuOeq\o（→，\s\up7(H2SO4））CuSO4eq\o(→，\s\up7(Fe））Cu若按實驗原則進行操作,則兩者制得單質銅的量的比較中，正確的是(）A．①多B．②多C．相等D．無法判斷解析：①中在H2還原CuO之前應先通入一段時間的H2，故②中制得的單質銅較多。答案：B8.為了比較鐵和銅金屬活動性強弱，某研究小組的同學設計了如下一些方案，并將實驗結果記錄如下：方案現(xiàn)象或產物①將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質析出②將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產物分別為FeCl3和CuCl2③將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產物分別為Fe2（SO4)3和CuSO4④將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中鐵片上有氣泡，銅片上不產生氣泡⑤將鐵片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接鐵片溶解，銅片有氣泡產生能根據(jù)以上各種現(xiàn)象或產物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案一共有（)A．2種B．3種C．4種D．5種解析：①鐵能置換出銅，證明鐵比銅活潑;②不能證明；③不能證明；④鐵能置換出稀硫酸中的氫，銅不能，證明鐵比銅活潑;⑤鐵與銅形成原電池，鐵作負極，銅作正極，證明鐵比銅活潑，共有3種方案，選項B正確。答案:B9．已知X、Y為單質，Z為化合物，能實現(xiàn)下列轉化:X＋Yeq\o（→，\s\up7(點燃）)Zeq\o(→，\s\up7（溶于水））eq\o(→,\s\up7（惰性電極）,\s\do5（電解)）X＋Y下列說法正確的是()①若Z溶于水后得到強堿溶液,則X可能是Na②若Z的溶液遇Na2CO3放出CO2氣體，則X可能是H2③若Z的溶液中滴加KSCN溶液顯紅色,則Y可能為Fe④若Z的溶液中滴加NaOH溶液有藍色沉淀生成，則Y可能為CuA．②④B．①②C．①③D．③④解析：該題可逐條驗證,先假設說法正確，再將相應物質代入上述轉化關系,若能成立，則說明假設成立.若Z溶于水得到強堿溶液,X為鈉時,則Y只能為氧氣，則Z為過氧化鈉，溶于水得NaOH溶液，電解該溶液得不到鈉，①不正確;若X為氫氣，Y為氯氣時，符合轉化關系，②正確；若Z的溶液中滴加KSCN溶液顯紅色，則Z中應含有Fe3＋，此時Y如果為Fe，則X應為氯氣,但用惰性電極電解FeCl3溶液，得不到Fe，故③錯誤；若Z的溶液中滴加NaOH溶液有藍色沉淀，則Z中含有Cu2＋，此時Y如果為Cu，則X可以為氯氣，符合轉化關系，④正確。答案：A10．已知酸性條件下有如下反應：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。由于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產生Cu或Cu2O,兩者都是紅色固體.一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產物做了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下：加入試劑稀硫酸濃硫酸、加熱稀硝酸濃硝酸實驗現(xiàn)象紅色固體和藍色溶液無色氣體和藍色溶液無色氣體和藍色溶液紅棕色氣體和藍色溶液由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產物是(）A．CuB．Cu2OC．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu解析：H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，產物中加入稀H2SO4溶液變藍和得到紅色固體，證明產物中含Cu2O，在酸性條件下:2Cu＋=Cu2＋＋Cu，故不能證明產物中是否含有Cu。答案：D11．銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產和使用對國計民生各個方面都產生了深遠的影響,請完成(1）～（3)題：（1）在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅［即曾青(CuSO4）跟鐵反應生成銅]。試寫出該反應的化學方程式:_____________。(2）銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學方程式:________________，這層銅綠可以用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學方程式：_______________。（3）銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質和化學性質的角度分析為什么銅常用于制造貨幣:____________。(銅的熔點是1183。4℃,鐵的熔點是1534。8℃)答案：（1）Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu（2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2（OH）2CO3Cu2（OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O（3）選擇銅做貨幣是因為銅的熔點比較低,容易冶煉鑄造成型;銅的化學性質比較穩(wěn)定，不易被腐蝕12．銅在自然界存在于多種礦石中，如：礦石名稱黃銅礦斑銅礦輝銅礦孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu（OH）2請回答下列問題:（1)上表所列銅化合物中，銅的質量百分含量最高的是__________。(2）工業(yè)上以黃銅礦為原料,采用火法熔煉工藝生產銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應：2Cu2O＋Cu2Seq\o（=，\s\up7（高溫))6Cu＋SO2↑，反應的氧化劑是__________。(3）SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是____________；處理該尾氣可得到有價值的化學品，寫出其中1種酸和1種鹽的名稱____________.(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質，需進一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的原理：________________。解析:(2）Cu2O、Cu2S的Cu由＋1價被還原為0價，作氧化劑；Cu2S的S由－2價被氧化為＋4價，作還原劑。（3）處理SO2尾氣一般為循環(huán)制備硫酸,或用氨水吸收，之后可得到（NH4）2SO4等化學品。答案:（1）Cu2S(2)Cu2O和Cu2S(3)形成酸雨硫酸、硫酸銨（4）電解池中，粗銅作陽極,純銅作陰極，電解質為硫酸銅溶液。陽極上發(fā)生氧化反應，Cu失去電子，使Cu單質變?yōu)镃u2＋進入溶液中，Cu－2e－=Cu2＋；陰極上發(fā)生還原反應,Cu2＋得到電子在陰極上析出Cu單質，Cu2＋＋2e－=Cu，從而達到精制Cu的目的13．信息時代產生的大量電子垃圾對環(huán)境構成了極大的威脅.某“變廢為寶”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4％Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請回答下列問題：（1）第①步Cu與酸反應的離子方程式為_________________；得到濾渣1的主要成分為__________。（2)第②步加H2O2的作用是________________,使用H2O2的優(yōu)點是________________(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無水CuSO4的方法是_________________。（4）由濾渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小組設計了三種方案：甲：eq\x(濾渣2）eq\o（→，\s\up7(H2SO4)）eq\x（酸浸液)，蒸發(fā)、冷卻、結晶、過濾Al2（SO4)3·18H2O乙：eq\x(濾渣2）eq\o(→,\s\up7(H2SO4））eq\x（酸浸液）eq\o（→,\s\up7（適量Al粉),\s\do5（過濾））eq\x（濾液)，蒸發(fā)、冷卻、結晶、過濾Al2（SO4）3·18H2O丙:eq\x(濾渣2)eq\o（→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5（過濾))eq\x（濾液）eq\o（→,\s\up7(H2SO4））eq\x(溶液）,蒸發(fā)、冷卻、結晶、過濾Al2（SO4)3·18H2O上述三種方案中，____________方案不可行,原因是________________；從原子利用率角度考慮，__________方案更合理。(5）探究小組用滴定法測定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag試樣配成100mL溶液，每次取20。00mL，消除干擾離子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反應如下:Cu2＋＋H2Y2－=CuY2－＋2H＋。寫出計算CuSO4·5H2O質量分數(shù)的表達式w＝_____________;下列操作會導致CuSO4·5H2O含量的測定結果偏高的是________。a．未干燥錐形瓶b．滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡c．未除凈可與EDTA反應的干擾離子答案：（1）Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al（－,3)eq\o（=,\s\up7(△)）Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－，3）eq\o（=，\s\up7(△)）3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt（2）將Fe2＋氧化為Fe3＋不引入雜質，對環(huán)境無污染Fe3＋、Al3＋(3）加熱脫水（4)甲所得產品中含有較多Fe2(SO4）3雜質乙(5)eq\f（cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5，ag）×100％c14．某同學將一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,發(fā)現(xiàn)生成了沉淀，其對沉淀的成分進行如下探究:[提出假設]假設1：沉淀是CuCO3;假設2:____________；假設3：沉淀是CuCO3和Cu(OH）2的混合物。[驗證假設](1)如果假設1成立，則反應的離子方程式為______________________.（2)用離子方程式表示假設3中有Cu（OH）2生成的理論依據(jù)：__________________.（3)為證明以上哪種假設成立，該同學用下圖裝置測定沉淀樣品中CuCO3的質量分數(shù)：①實驗時的步驟依次為a。打開K1、K3,關閉K2、K4，通入過量空氣;b.關閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應；c.打開K1、K4，關閉K2、K3,通入過量空氣，若未進行步驟a,將使測定結果________(填“偏低”“偏高”或“無影響”）。實驗結束時通入過量空氣的目的是_______________。②若沉淀樣品的質量為10.0g,裝置D的質量增加了2。2g，則沉淀中CuCO3的質量分數(shù)為________。③由以上實驗可知，假設________成立。［總結反思]除了以上方案，還可以通過測量____________來測定沉淀中CuCO3的質量分數(shù).解析：(1)若假設1成立，則發(fā)生的是復分解反應,其離子方程式為Cu2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CuCO3↓。(2）若假設3成立，則Na2CO3溶液發(fā)生了水解反應，生成OH－，然后OH－再和Cu2＋反應生成Cu(OH）2。（3）若未進行步驟a，則原裝置中的CO2也會被D裝置中的堿石灰吸收，造成結果偏高，而實驗結束時通入空氣的目的是將滯留在裝置中的反應產生的CO2排盡，使其能被堿石灰充分吸收。裝置D增加的質量是碳酸銅分解產生的CO2的質量，計算出CO2的物質的量為0.05mol，則碳酸銅的物質的量也為0.05m