2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第三章金屬及其化合物第8講用途廣泛的金屬材料和開(kāi)發(fā)利用金屬礦物練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE8第8講用途廣泛的金屬材料和開(kāi)發(fā)利用金屬礦物A組基礎(chǔ)必做題(40分)一、選擇題(本題包括4小題，每題4分，共16分)1．(2024·湖北武漢模擬)某探討小組通過(guò)試驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到目的的是(D)A．將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應(yīng)后把水加入反應(yīng)器中，視察硫酸銅溶液的顏色B．常溫下將銅絲伸入盛滿(mǎn)氯氣的集氣瓶中，視察CuCl2的生成C．將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCl2固體D．將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠[解析]反應(yīng)后，應(yīng)將反應(yīng)后液體倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌，A錯(cuò)誤；應(yīng)將銅絲加熱到紅熱后伸入盛滿(mǎn)氯氣的集氣瓶中，B錯(cuò)誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干CuCl2溶液得不到無(wú)水CuCl2固體，C錯(cuò)誤；銅綠與鹽酸反應(yīng)后可以除去，D正確。2．(2024·吉林長(zhǎng)春聯(lián)考)從鋁熱法冶煉金屬鉻的廢渣(含Al2O3和Cr2O3等)中回收鉻和鋁的工藝流程如圖：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A．合理處理廢渣有利于愛(ài)護(hù)環(huán)境和資源再利用B．濾渣2主要成分為Al(OH)3并可能含少量NaHCO3C．濾液3中含Na2SO4、(NH4)2SO4及Na2CO3等D．流程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的步驟有①③④[解析]本題考查從鋁熱法冶煉金屬鉻的廢渣中回收鉻和鋁的工藝流程分析。鉻、鋁是重要的金屬資源，鉻是重金屬，會(huì)造成環(huán)境污染，合理處理廢渣有利于愛(ài)護(hù)環(huán)境和資源再利用，A正確；依據(jù)③得到含CrOeq\o\al(2－,4)等的濾液和濾渣2，結(jié)合流程通入過(guò)量CO2，則發(fā)生反應(yīng)AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，NaHCO3溶解度較小，則濾渣2中主要成分是Al(OH)3和少量的NaHCO3，B正確；CrOeq\o\al(2－,4)中Cr顯＋6價(jià)，Cr2O3中Cr顯＋3價(jià)，過(guò)程④發(fā)生氧化還原反應(yīng)，CrOeq\o\al(2－,4)作氧化劑，被還原成Cr3＋，S2Oeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，用濃氨水沉鉻時(shí)，Cr2(SO4)3與NH3·H2O反應(yīng)生成Cr(OH)3，同時(shí)生成(NH4)2SO4，Cr(OH)3經(jīng)熱分解生成Cr2O3，依據(jù)B項(xiàng)分析，含CrOeq\o\al(2－,4)等的濾液中還含有NaHCO3，NaHCO3與氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Na2CO3，C正確；步驟①中Cr2O3轉(zhuǎn)化為CrOeq\o\al(2－,4)，Cr的化合價(jià)由＋3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，存在化合價(jià)改變，屬于氧化還原反應(yīng)，步驟③沒(méi)有元素化合價(jià)改變，步驟④存在元素化合價(jià)的改變，屬于氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。3．(2024·江西九江模擬)下列有關(guān)金屬及其化合物的說(shuō)法中，正確的個(gè)數(shù)為(A)①在人類(lèi)對(duì)金屬材料的運(yùn)用過(guò)程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和運(yùn)用②純鐵比生鐵抗腐蝕性更強(qiáng)③單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬④向紫色石蕊試液中加入過(guò)量的Na2O2粉末，振蕩，溶液變?yōu)樗{(lán)色并有氣泡產(chǎn)生⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金⑥可通過(guò)焰色反應(yīng)區(qū)分鉀元素和鈉元素⑦將FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液中，溶液變藍(lán)色⑧鋁粉和氧化鎂粉末混合，高溫能發(fā)生鋁熱反應(yīng)A．4 B．5C．6 D．7[解析]在人類(lèi)對(duì)金屬材料的運(yùn)用過(guò)程中，性質(zhì)不活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和運(yùn)用，①錯(cuò)誤；鋁是活潑金屬，③錯(cuò)誤；向紫色石蕊試液中加入過(guò)量的Na2O2粉末，振蕩，溶液先變?yōu)樗{(lán)色后褪色，并有氣泡產(chǎn)生，④錯(cuò)誤；鋁粉和氧化鎂粉末混合，鎂比鋁活潑，不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，⑧錯(cuò)誤。4．(2024·經(jīng)典習(xí)題選萃)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池之一。采納濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A．合理處理廢舊電池有利于愛(ài)護(hù)環(huán)境和資源再利用B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3＋D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉[解析]由于廢舊電池中含有重金屬離子等物質(zhì)，所以合理處理廢舊電池有利于愛(ài)護(hù)環(huán)境和資源再利用，A正確；依據(jù)流程可知，正極片中的金屬元素主要有Al、Fe、Li三種，所以從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li，B正確；由于含磷酸亞鐵鋰濾渣被混酸溶解，而混酸具有強(qiáng)氧化性，所以溶解后鐵元素以Fe3＋的形式存在，故“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3＋，C正確；由于硫酸鋰是可溶性鹽，所以用硫酸鈉代替碳酸鈉無(wú)法沉淀鋰離子，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2小題，共24分)5．(2024·江西南昌模擬)為了確定一批合金廢料的成分并加以回收利用，某同學(xué)擬定了以下試驗(yàn)方案：(已知Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)從上述信息可確定該合金中肯定含有Fe和Cu(填化學(xué)式)。(2)“試劑a”是一種不引入雜質(zhì)的綠色氧化劑，該氧化劑的化學(xué)式為H2O2；濾渣D與稀硫酸和試劑a總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。(3)若反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H2，則驗(yàn)證濾液A只含NaAlO2不含Na2SiO3的方法是：取少量濾液A于試管中，逐滴滴加稀鹽酸(或稀硫酸)至過(guò)量，先產(chǎn)生白色沉淀，然后沉淀完全溶解；假如濾液A只含NaAlO2而不含Na2SiO3，則反應(yīng)①的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。[解析](1)最終生成膽礬，肯定含有銅。(2)H2O2是綠色氧化劑；H2O2在酸性條件下，氧化銅的方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。(3)假如含有Na2SiO3，則Na2SiO3與酸反應(yīng)生成H2SiO3沉淀，此沉淀不與過(guò)量的酸反應(yīng)，所以最終白色沉淀不消逝。6．(2024·福建三明高三檢測(cè))銅是一種重要的金屬元素，其單質(zhì)、合金和化合物具有廣泛的用途。黃銅色如黃金，成分為銅鋅合金。某學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在試驗(yàn)室中對(duì)黃銅與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行了下面的探究。(1)寫(xiě)出Cu與濃硫酸反應(yīng)生成SO2的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)黃銅與濃硫酸反應(yīng)可選用下列裝置中的乙、丁。(3)同學(xué)甲采納下列裝置驗(yàn)證產(chǎn)生的混合氣體中含有H2。裝置裝置中的試劑裝置作用試驗(yàn)現(xiàn)象ANaOH濃溶液ⅰ.除去SO2—B品紅溶液ⅱ.檢驗(yàn)SO2是否除盡—Cⅲ.濃硫酸干燥作用—DCuO—ⅳ.黑色固體變?yōu)榧t色E無(wú)水CuSO4—ⅴ.白色固體變?yōu)樗{(lán)色F堿石灰ⅵ.防止空氣中的水蒸氣對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響—ⅶ.黃銅與濃硫酸反應(yīng)生成的混合氣體中含有H2的緣由是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩?，黃銅中的Zn與稀硫酸反應(yīng)生成H2。[解析](1)在加熱的條件下，Cu與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO4、SO2、H2O。(2)濃硫酸與黃銅的反應(yīng)中，濃硫酸為液體，試驗(yàn)室中用試管作反應(yīng)器，加熱液體時(shí)，一般試管口略向上傾斜，故可采納裝置乙；裝置丁也可采納。(3)因試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)H2的存在，故須要除去混合氣體中的SO2，故在裝置A中盛NaOH濃溶液以除去SO2，用品紅溶液檢驗(yàn)SO2是否除盡；裝置C中盛濃硫酸，除去H2中的水蒸氣；裝置D中干燥的H2與CuO在加熱條件下反應(yīng)生成Cu；無(wú)水硫酸銅可檢驗(yàn)生成的水蒸氣。B組實(shí)力提升題(60分)一、選擇題(本題包括4小題，每題6分，共24分)1．(2024·江西九江調(diào)研)某同學(xué)利用下列試驗(yàn)探究金屬鋁與銅鹽溶液的反應(yīng)：下列說(shuō)法正確的是(C)A．由試驗(yàn)1可以得出結(jié)論：金屬鋁的活潑性弱于金屬銅B．試驗(yàn)2中生成紅色物質(zhì)的離子方程式為Al＋Cu2＋=Al3＋＋CuC．溶液中陰離子種類(lèi)不同是導(dǎo)致試驗(yàn)1、2出現(xiàn)不同現(xiàn)象的緣由D．由上述試驗(yàn)可推知：用砂紙打磨后的鋁片分別與H＋濃度均為0.2mol·L－1的鹽酸和硫酸反應(yīng)，后者更猛烈[解析]A項(xiàng)，金屬鋁的活潑性強(qiáng)于銅；B項(xiàng)，電荷不守恒，正確的離子方程式為：3Cu2＋＋2Al=3Cu＋2Al3＋；C項(xiàng)，對(duì)比試驗(yàn)1,2可知，產(chǎn)生不同現(xiàn)象的緣由是溶液中的陰離子不同；D項(xiàng)，由試驗(yàn)知，Cl－可以加快Al的反應(yīng)，所以用砂紙打磨后的鋁片與鹽酸反應(yīng)更猛烈，故正確選項(xiàng)為C。2．(2024·河北衡水高三聯(lián)考)以銅銀合金(含少量鐵)廢料為原料回收銀和銅的工藝流程如下：下列說(shuō)法正確的是(D)A．粗銅溶于過(guò)量稀硝酸，過(guò)濾、低溫干燥得純銅B．電解時(shí)用粗銀作陰極，硝酸銀溶液為電解質(zhì)溶液C．用稀硫酸處理渣料時(shí)主要發(fā)生了氧化還原反應(yīng)D．從濾液B中可以提取綠礬(FeSO4·7H2O)[解析]由流程可知，粗銅中含有少量鐵，鐵和銅都能溶于過(guò)量的稀硝酸中，過(guò)濾后低溫干燥得不到純銅，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電解時(shí)，粗銀作陽(yáng)極，純銀作陰極，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；渣料的主要成分為氧化銅，還含有少量的氧化鐵，兩種金屬氧化物均能與稀硫酸反應(yīng)，元素化合價(jià)均沒(méi)有發(fā)生改變，沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；濾液B中的溶質(zhì)是硫酸亞鐵，采納蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作，可得到綠礬，選項(xiàng)D正確。3．(2024·山東六地市聯(lián)考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是(C)①Al2O3eq\o(→,\s\up7(NaOHaq),\s\do5(△))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3②Seq\o(→,\s\up7(O2/點(diǎn)燃))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4③飽和NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(NH3，CO2))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3④Fe2O3eq\o(→,\s\up7(HClaq))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))無(wú)水FeCl3⑤MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅燒))MgOA．①②③ B．②③④C．①③⑤ D．②④⑤[解析]本題以物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化為載體，綜合考查了元素及其化合物的性質(zhì)，體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、綜合性的考查要求。①Al2O3為兩性氧化物，與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入CO2，發(fā)生反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，故①能夠?qū)崿F(xiàn)；②S與O2反應(yīng)生成SO2，不能干脆生成SO3，故②不能實(shí)現(xiàn)；③相同溫度下NaHCO3溶解度小于Na2CO3，則NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解成Na2CO3，故③能夠?qū)崿F(xiàn)；④FeCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)e3＋可發(fā)生水解，加熱FeCl3溶液得不到無(wú)水FeCl3，須要在氯化氫的氛圍中加熱才能得到無(wú)水FeCl3，故④不能實(shí)現(xiàn)；⑤Mg(OH)2比Ca(OH)2更難溶，MgCl2溶液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)：MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2＋CaCl2，Mg(OH)2受熱分解成MgO，故⑤能夠?qū)崿F(xiàn)。綜上所述，能夠?qū)崿F(xiàn)的是①③⑤，故選項(xiàng)C正確。[點(diǎn)撥]侯氏制堿法中為什么會(huì)生成NaHCO3沉淀？侯氏制堿法是依據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的原理進(jìn)行的，離子反應(yīng)會(huì)向著離子濃度減小的方向進(jìn)行(實(shí)質(zhì)為勒夏特列原理)。制備純堿(Na2CO3)時(shí)，利用NaHCO3在溶液中溶解度較小先制得NaHCO3，再利用碳酸氫鈉的不穩(wěn)定性分解得到純堿。要制得碳酸氫鈉就要有大量Na＋和HCOeq\o\al(－,3)，所以在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的鈉離子、銨根離子、氯離子和碳酸氫根離子，這其中NaHCO3溶解度最小，所以析出。4．(2024·河南鄭州第一次質(zhì)量預(yù)料)某學(xué)習(xí)小組在試驗(yàn)室中用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬[KAl(SO4)2·12H2O]的過(guò)程如圖所示。eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up7(試劑①),\s\do5(微熱，過(guò)濾))eq\x(濾液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3溶液),\s\do5())eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(K2SO4))eq\x(溶液C)→明礬下列說(shuō)法正確的是(C)A．為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用氨水B．濾液A中加入NH4HCO3溶液產(chǎn)生CO2C．沉淀B的成分為Al(OH)3D．將溶液C蒸干得到純凈的明礬[解析]本題以工藝流程的形式考查物質(zhì)的制備，考查的核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認(rèn)知。因Fe、Mg、Al均不與氨水反應(yīng)，故試劑①不能為氨水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；濾液A的主要成分為AlOeq\o\al(－,2)，加入NH4HCO3溶液后，NHeq\o\al(＋,4)和HCOeq\o\al(－,3)均能與AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)生成Al(OH)3：NHeq\o\al(＋,4)＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2O=NH3↑＋Al(OH)3↓、HCOeq\o\al(－,3)＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，則濾液A中加入NH4HCO3溶液不能產(chǎn)生CO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；沉淀B為Al(OH)3，C項(xiàng)正確；溶液C經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾即可分別出明礬，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2小題，共36分)5．(2024·湖北荊州模擬)銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著重要的用途，氯化銅、氯化亞銅常常用作催化劑。其中CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)?！静殚嗁Y料】(ⅰ)氯化銅：從水溶液中結(jié)晶時(shí)，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在26～42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到無(wú)水物。(ⅱ)(1)試驗(yàn)室用如圖所示的試驗(yàn)儀器及藥品制備純凈、干燥的氯氣并與銅反應(yīng)(鐵架臺(tái)、鐵夾略)制備氯化銅。①按氣流方向連接各儀器接口的依次是a→d、e→h、i→f、g→b。②本套裝置有兩個(gè)儀器須要加熱，加熱的依次為先A后D。(2)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復(fù)合而成，刻制印刷電路板時(shí)，要用FeCl3溶液作為“腐蝕液”，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。(3)現(xiàn)欲從(2)所得溶液獲得純凈的CuCl2·2H2O，進(jìn)行如下操作：①首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加試劑X用于調(diào)整pH，過(guò)濾，除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的c(填序號(hào))。a．NaOHb．NH3·H2Oc．CuOd．CuSO4②要獲得純凈CuCl2·2H2O晶體的操作步驟：向①所得濾液中加少量鹽酸，蒸發(fā)濃縮、冷卻到26～42℃結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。(4)用CuCl2·2H2O為原料制備CuCl時(shí)，發(fā)覺(jué)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的緣由是加熱溫度低(或加熱時(shí)間不夠)。(5)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔的試驗(yàn)驗(yàn)證0.1mol·L－1的CuCl2溶液中的Cu2＋對(duì)H2O2的分解具有催化作用：取兩支試管，加入等體積、等濃度的過(guò)氧化氫溶液，一支加入幾滴0.1mol·L－1的CuCl2溶液，另一支加入幾滴0.2mol·L－1的NaCl溶液，滴加氯化銅溶液的試管產(chǎn)生氣泡的速率快(其他合理答案也可)。[解析](1)①用裝置A制備Cl2，制得的Cl2中混有HCl、H2O(g)，所以將氣體先通過(guò)盛飽和食鹽水的裝置C除去HCl，再通過(guò)盛濃硫酸的裝置E干燥Cl2，用純凈、干燥的Cl2與Cu反應(yīng)制備CuCl2；由于Cl2會(huì)污染大氣，最終用盛放NaOH溶液的裝置B汲取尾氣；同時(shí)留意洗氣時(shí)導(dǎo)氣管應(yīng)進(jìn)步短出；按氣流方向連接各儀器接口的依次是：a→d、e→h、i→f、g→b。②試驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸加熱制Cl2，Cu與Cl2加熱反應(yīng)制備CuCl2，則裝置A和裝置D須要加熱；為了防止Cu與空氣中的O2反應(yīng)生成CuO，所以試驗(yàn)時(shí)必需先加熱裝置A產(chǎn)生Cl2，用生成的Cl2趕盡裝置中的空氣后再加熱裝置D。(2)Cu與FeCl3溶液反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2。(3)①向(2)所得溶液中加入H2O2溶液將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入試劑X調(diào)整pH除去Fe3＋。a項(xiàng)，加入NaOH可調(diào)整pH除去Fe3＋，但引入新雜質(zhì)Na＋；b項(xiàng)，加入NH3·H2O可調(diào)整pH除去Fe3＋，但引入新雜質(zhì)NHeq\o\al(＋,4)；c項(xiàng)，加入CuO可調(diào)整pH除去Fe3＋，且不引入新雜質(zhì)；d項(xiàng)，加入CuSO4不能除去Fe3＋。②依據(jù)題給資料(ⅰ)要獲得CuCl2·2H2O需限制溫度在26～42℃。(4)依據(jù)資料(ⅱ)，CuCl2·2H2O在HCl氣流中加熱到140℃失去結(jié)晶水生成CuCl2，接著加熱到溫度大于300℃時(shí)生成CuCl和Cl2，若發(fā)覺(jué)CuCl中