高三化學(xué)通用版一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物

復(fù)習(xí)：用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物1.下列關(guān)于金屬的說法中,正確的是()A.各種金屬在常溫下都不能與水反應(yīng)B.各種金屬在高溫下都能與水反應(yīng)C.根據(jù)金屬與水反應(yīng)的難易程度可以初步比較一些金屬的活動性D.各種金屬都能與水發(fā)生置換反應(yīng)1.答案CCa、Na、K與水(不管熱的冷的)劇烈反應(yīng);鎂在熱水中生成氫氧化鎂;鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵;銅和熱水、高溫水蒸氣均不反應(yīng)。故選C。2.我國在春秋戰(zhàn)國時期就懂得將白口鐵(含碳量>2%)經(jīng)淬火熱處理得到相當(dāng)于鑄鋼的器物(如鋒利的寶劍),這一技術(shù)要比歐洲早近兩千年。白口鐵淬火熱處理的主要作用是()A.除硫、磷雜質(zhì)B.適當(dāng)降低了含碳量C.摻進(jìn)合金元素D.改善表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)2.答案B鋼比鐵的含碳量要低,從“經(jīng)淬火熱處理得到相當(dāng)于鑄鋼的器物”中可知主要作用是降低合金的含碳量。3.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入下列物質(zhì):①FeCl3,②Fe2O3,③Cu(NO3)2,④KNO3,銅粉溶解的是()A.只有①② B.只有②④C.只有①或②或③ D.上述物質(zhì)中任意一種3.答案D①銅能和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,所以銅能在氯化鐵溶液中溶解;②Fe2O3能與稀硫酸反應(yīng):Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,硫酸鐵能與銅粉反應(yīng):Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,所以銅粉溶解;③向稀硫酸中加入硝酸銅后,溶液中含有氫離子和硝酸根離子,所以相當(dāng)于溶液中含有硝酸,硝酸能和銅反應(yīng):3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,所以加入硝酸銅后能溶解銅;④依據(jù)③的分析可知,加入硝酸鉀,溶液中含有硝酸根離子,也與硫酸中的氫離子構(gòu)成硝酸使銅溶解。4.下列各種冶煉方法中,可以制得相應(yīng)金屬的是()A.加熱氧化鋁B.加熱碳酸鈣C.電解熔融氯化鈉D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱4.答案CAl一般用電解熔融氧化鋁制得,加熱氧化鋁,不能制取金屬鋁,A錯誤;鈣是活潑金屬,可以采用電解熔融氯化鈣的方法來獲得,高溫煅燒碳酸鈣得到的是氧化鈣和二氧化碳,不能制取金屬鈣,B錯誤;鈉是活潑金屬,可以采用電解熔融氯化鈉的方法來獲得金屬鈉,C正確;鈉的活潑性大于鋁,所以不能用鋁熱法制取鈉,D錯誤。5.鐵、銅混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol·L1FeCl3溶液中,剩余固體質(zhì)量為3.2g。下列說法正確的是()A.剩余固體是鐵、銅混合物B.原固體混合物中銅的質(zhì)量是9.6gC.反應(yīng)后溶液中n(Fe3+)=0.10molD.反應(yīng)后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5mol5.答案B鐵的還原性大于銅,鐵、銅混合粉末加入到FeCl3溶液中,鐵先反應(yīng),FeCl3的物質(zhì)的量為0.5mol,設(shè)0.5mol鐵離子完全反應(yīng)消耗銅m1g、消耗鐵m2g,則有Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,根據(jù)Cu~2Fe3+,m164∶0.5=1∶2,m1=16;Fe+2Fe3+3Fe2+,根據(jù)Fe~2Fe3+,m256∶0.5=1∶2,m2=14,溶解的金屬質(zhì)量為18.0g3.2g=14.8g,因為14<14.8<16,所以鐵完全反應(yīng),銅部分反應(yīng),且鐵離子完全反應(yīng)。設(shè)反應(yīng)消耗銅的物質(zhì)的量為xmol,消耗鐵的物質(zhì)的量為ymol,則有64g·mol1×xmol+56g·mol1×ymol=14.8g,xmol+ymol=0.25mol,x=0.1、y=0.15,原混合物中銅的質(zhì)量是0.1mol×64g·mol1+3.2g=9.6g,根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)后的溶液中:n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.1mol+3×0.15mol=0.65mol;反應(yīng)后溶液中銅離子的物質(zhì)的量n(Cu2+)=0.1mol,n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.65mol+0.1mol=0.75mol;綜上分析,剩余固體全部為銅,溶液中不可能含有Fe3+,A、C均錯誤;反應(yīng)后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+6.28gCu、Ag合金與一定量某濃度的硝酸溶液完全反應(yīng),將放出的氣體與2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2混合通入水中,恰好被水完全吸收,則合金中Cu的質(zhì)量為()A.9.6g B.6.4g C.3.2g D.4.8g6.答案B銅、銀與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、硝酸銀與氮的氧化物,氮的氧化物與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸,縱觀整個過程,金屬提供的電子等于氧氣獲得的電子,n(O2)=2.247.銅的冶煉過程大致可分為:①富集,將硫化物礦進(jìn)行浮選;②焙燒,主要反應(yīng)為2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣);③制粗銅,在1200℃發(fā)生的主要反應(yīng)為2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;④電解精煉銅。下列說法正確的是()A.冶煉過程中的尾氣可用來制硫酸B.上述過程中,由1molCuFeS2制取1molCu時共消耗2molO2C.在反應(yīng)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,只有Cu2O作氧化劑D.電解精煉銅的過程中,每轉(zhuǎn)移1mol電子時,陽極溶解銅的質(zhì)量為32g7.答案A在銅的冶煉過程中,②焙燒、③制粗銅過程中都有二氧化硫生成,二氧化硫是制取硫酸的原料,所以冶煉過程中的尾氣可用來制硫酸,A正確;根據(jù)題給反應(yīng)可得關(guān)系式:6CuFeS2~15O2~6Cu,由1molCuFeS2制取1molCu時,共消耗2.5molO2,B錯誤;在反應(yīng)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,Cu的化合價由+1價降低為0價,S的化合價由2價升高為+4價,反應(yīng)物中Cu2O只作氧化劑,Cu2S既是氧化劑又是還原劑,C錯誤;電解精煉銅的過程中,陽極溶解的不都是銅,所以每轉(zhuǎn)移1mol電子時,陽極溶解銅的質(zhì)量不是32g,D錯誤。8.碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸,轉(zhuǎn)化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4g上述混合物,消耗1mol·L1鹽酸500mL。煅燒等質(zhì)量的上述混合物,得到氧化銅的質(zhì)量是()A.35g B.30g C.20g D.15g8.答案C碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸,轉(zhuǎn)化為氯化銅。28.4g碳酸銅和堿式碳酸銅混合物,消耗1mol·L1鹽酸500mL,即參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量為0.5mol,則得到CuCl2的物質(zhì)的量為0.25mol。根據(jù)Cu元素守恒可知灼燒等質(zhì)量的上述混合物,得到氧化銅的物質(zhì)的量為0.25mol,則氧化銅的質(zhì)量為m(CuO)=0.25mol×80g·mol1=20g。9.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質(zhì)組成。某校課外興趣小組以兩條途徑分別對X進(jìn)行如下實驗探究,下列有關(guān)說法正確的是()A.由圖可知X中一定存在Fe2O3B.不可以判斷混合物中是否含有Al2O3C.混合物X中含0.64gCuD.Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為Cu+2H+Cu2++H2↑9.答案A根據(jù)途徑b可知,混合物X加入過量的NaOH溶液,生成偏鋁酸鈉、硅酸鈉,過濾后剩余固體5.12g,若全為銅,則加入鹽酸后,銅不反應(yīng),剩余固體仍為5.12g,而實際為0.64g,所以5.12g固體中一定含有Fe2O3和銅;設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為xmol,Cu的物質(zhì)的量為ymol,根據(jù)反應(yīng)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2可知,消耗銅xmol,剩余銅0.64g64g/mol=0.01mol,所以有160g·mol1×xmol+64g·mol1×ymol=5.12g,ymolxmol=0.01mol,解得x=0.02,y=0.03;根據(jù)途徑a可知,混合物X加入過量的鹽酸,剩余固體為Cu、SiO2,加入足量的NaOH溶液,只有SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鹽,銅不反應(yīng),所以剩余銅為0.64g64g10.鈦(Ti)因為具有神奇的性能越來越引起人們的關(guān)注,常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),紅熱時,卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng),鈦是航空、軍事、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一是金紅石(TiO2),目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:第一步:金紅石、炭粉混合,在高溫條件下,通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,該反應(yīng)的還原劑是。

第二步:在氬氣的氣氛中,用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。(1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)簡述從上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟:。

10.答案第一步:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC第二步:(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(2)加入足量鹽酸,除去過量金屬鎂,過濾,并用蒸餾水洗滌固體得金屬鈦11.鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,請根據(jù)下列實驗回答問題。(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒,生成有磁性的固體Y,將Y溶于過量鹽酸后溶液中大量存在的陽離子是。

(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等離子,向其中加入過量的NaOH溶液后,過濾,將濾渣高溫灼燒,并將灼燒后的固體投入過量的稀鹽酸中,所得溶液與原溶液相比,溶液中大量減少的陽離子是。

(3)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料,用廢鐵屑制備氧化鐵的流程如下:回答下列問題:①操作Ⅰ的名稱是。

②Na2CO3溶液可以除油污,原因是。

③加入稍過量NH4HCO3溶液的作用是。

④請寫出生成FeCO3沉淀的離子方程式:。

⑤若上述過程中煅燒不充分,會含有少量的FeO,試設(shè)計實驗驗證產(chǎn)品中有FeO雜質(zhì):

。

11.答案(1)Fe2+、Fe3+、H+(2)Fe2+、Al3+(3)①過濾②碳酸鈉水解使溶液顯堿性,堿性條件下能促進(jìn)油脂的水解③調(diào)節(jié)溶液pH使Fe2+轉(zhuǎn)化為FeCO3④Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O⑤取煅燒后固體加稀硫酸溶解,取少許溶解后的溶液于試管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色解析(1)Fe3C在足量的空氣中高溫煅燒,生成有磁性的固體Y,Y為Fe3O4,溶于過量的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵,溶液中有剩余的HCl,溶液中大量存在的陽離子是Fe2+、Fe3+、H+。(2)加入過量的NaOH溶液,Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2-,Mg2+、Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,且氫氧化亞鐵易被氧化,灼燒固體得到氧化鎂、氧化銅、氧化鐵,再投入過量的稀鹽酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,與原溶液相比,溶液中大量減少的陽離子是Al3+、Fe2+12.膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要的含銅化合物,某課外研究小組用粗銅(含少量Fe)通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬的過程如圖所示。物質(zhì)完全沉淀時的pHFe(OH)33.2Fe(OH)29.6Cu(OH)26.4當(dāng)溶液中被沉淀離子的物質(zhì)的量濃度小于1×10-5mol·L試回答下列問題:(1)下列物質(zhì)中,最適合作為試劑X的是(填序號)。

A.KMnO4B.K2Cr2O4C.H2O2 D.NaClO(2)由粗銅通過兩種途徑制取膽礬,與途徑Ⅱ相比,途徑Ⅰ有明顯的兩個優(yōu)點,分別是,。

(3)試劑Y可以是。(任填一種物質(zhì)的化學(xué)式)

(4)若溶液C中Cu2+、Fe3+的濃度分別為1mol/L、0.1mol/L,則向溶液C中加入少量試劑Y的過程中應(yīng)控制溶液C的pH范圍約為。

(5)氫化亞銅(CuH)是一種紅色固體,40~50℃時,濾液E和H3PO2溶液混合反應(yīng)可得氫化亞銅沉淀,同時得到硫酸和磷酸,該反應(yīng)的離子方程式為,該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1.5NA個電子,生成CuH的物質(zhì)的量為。

(6)得到CuSO4·5H2O晶體,乙醇代替蒸餾水洗滌晶體的原因是。

12.答案(1)C(2)產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅰ消耗硫酸少途徑Ⅰ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體(3)CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3(4)3.2~3.9(5)4Cu2++3H3PO2+6H2O4CuH↓+8H++3H3PO40.5mol(6)硫酸銅在乙醇中溶解度較小且乙醇易揮發(fā)解析(1)根據(jù)題圖可知,試劑X應(yīng)為氧化劑,其作用是將Fe2+氧化為Fe3+,為了不引入雜質(zhì),最適合作為試劑X的是H2O2,C正確。(3)試劑Y的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+沉淀,為了不引入雜質(zhì),因此試劑Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。(4)制備的最終目的是得到膽礬,要除去鐵元素,加入少量試劑Y的過程中應(yīng)控制溶液C的pH,使Fe3+沉淀完全,且Cu2+不沉淀,由表中數(shù)據(jù)可知,Fe3+沉淀完全時pH=3.2,Cu2+沉淀完全時pH=6.4,此時c(OH)=107.6,據(jù)此可求出氫氧化銅的溶度積Ksp[Cu(OH)