导学教程届高考化学总复习精品测试题34 金属材料及金属矿物Word格式文档下载.docx

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解析　Al为活泼金属，不能用炭还原法冶炼，应用电解法冶炼。

4．钛和钛的合金被誉为21世纪最有发展前景的金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。

根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是

A．用来做保险丝

B．用于制造航天飞机

C．用来制造人造骨

D．用于家庭装修，做钛合金装饰门

解析　由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；

由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；

由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；

只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。

答案　A

5．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是

①FeCl3　②Fe2O3　③Cu（NO3）2　④KNO3

A．只有①或②B．只有②或④

C．只有①或②或③D．①②③④中任意一种

解析　Cu与Fe3＋作用：

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀H2SO4反应生成Fe3＋，故①、②能使铜粉溶解。

H＋、NO

具有强氧化性，能使铜粉溶解。

6．阅读以下内容，回答问题。

冶炼金属一般有下列四种方法：

①焦炭法；

②水煤气（或H2或CO）法；

③活泼金属置换法；

④电解法。

四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。

（1）一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A、B分别为________（填序号）。

A．O2、CO2B．O2、CO

C．CO2、COD．CO、CO2

（2）下列说法错误的是________（填序号）。

A．对废旧金属最好的处理方法是回收、再利用

B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步

C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得

D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等

（3）钛（Ti）有“未来钢铁”之称，工业上常以TiCl4＋2Mg

Ti＋2MgCl2获得海绵状钛，该反应在下列哪种环境中进行________（填序号）。

A．稀有气体中B．空气中

C．氮气中D．CO2气体中

解析　

（1）CO2＋C

2CO，CuO＋CO

Cu＋CO2。

（2）活泼金属的冶炼方法主要为电解法，如Na、Mg、Al的冶炼分别为电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3。

（3）空气中的N2、O2、CO2在加热时均与镁反应，故反应应在稀有气体中进行。

答案　

（1）C　

（2）C　（3）A

[能力提升]

[限时45分钟　满分100分]

一、选择题（每小题5分，共60分）

1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。

下列关于金属的一些说法不正确的是

①合金的性质与其组成金属的性质不完全相同　②火烧孔雀石[Cu2（OH）2CO3]也属还原法　③金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子　④工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的　⑤越活泼的金属越难冶炼

A．①②③　　　　　　　B．只有④

C．④⑤D．②③④

解析　合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，①正确；

火烧孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭还原为单质Cu，属于还原法制取，②正确；

因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法，④错误；

金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，③、⑤正确。

2．在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是

A．Na、Mg、AlB．Na、K、Zn、Fe

C．Zn、Fe、Cu、AgD．Mg、Al、Zn、Fe

解析　Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法；

用Na还原K＋是由于钾的沸点比钠的低，在高温时还原生成的单质K以气态形式挥发出来，从而制得金属钾；

Zn、Fe的冶炼方法为化学还原剂还原法；

Cu、Ag的冶炼方法为热分解法，故选A项。

3．（2013·

豫北联考）关于Al、Fe、Cu三种金属，下列说法正确的是

A．三者的单质均为银白色固体

B．三者都能与盐酸、稀硫酸反应

C．AlCl3、FeCl3、CuCl2均可作净水剂

D．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法

4．（2014·

泉州模拟）下列几种关于金属冶炼方法的叙述中，正确的是

A．蒸发海水制成饱和食盐水，将其电解可制得金属钠

B．炼铁高炉中，利用焦炭作为还原铁矿石的还原剂

C．高炉炼铁能得到纯铁

D．铝热法能够使氧化铁跟铝在高温条件下炼出铁来

解析　电解食盐水得到的是NaOH，得不到Na；

炼铁高炉中利用CO作为铁矿石的还原剂；

高炉炼铁得到的是含碳等元素的生铁。

5．下列实验的设计不可行的是

A．向AlCl3溶液中加入浓氨水可以制取Al（OH）3

B．在实验室中用Cu和浓硫酸反应制取CuSO4

C．可用磁铁来检验铝热反应后的产物中是否有铁单质生成

D．用如图所示的装置测定黄铜（Cu、Zn合金）中Zn的含量

解析　Al（OH）3不溶于过量的氨水，故A项方案可行；

Cu和浓H2SO4反应会生成SO2，污染环境，B方案不可行；

磁铁可以吸引铁单质，所以C方案可行；

黄铜中的Zn和稀盐酸反应，而铜不反应，可以通过测量产生H2的体积，计算出黄铜中Zn的含量，故D方案可行。

6．铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。

从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是

A．铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到

B．铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型

C．铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受

D．铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通

解析　铜的化学性质较稳定，不易被腐蚀，熔点低，容易冶炼铸造成型。

7．（2014·

上饶模拟）核潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，下列有关说法中正确的是

A．该合金的熔点介于钠、铝之间

B．钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物

C．钠和铝分别与足量的盐酸反应，所得溶液均呈中性

D．若合金中n（Na）＞n（Al），将其投入到足量的水中，可得无色透明溶液

解析　合金的硬度比纯金属的硬度大，但合金的熔点比纯金属的熔点高，A错；

钠的氧化物有氧化钠、过氧化钠，其中氧化钠是碱性氧化物，过氧化钠不属于碱性氧化物，属于过氧化物，铝的氧化物为氧化铝，属于两性氧化物，B错；

钠与足量的盐酸反应生成强酸强碱盐氯化钠，溶液显中性，铝与足量的盐酸反应生成强酸弱碱盐氯化铝，溶液显酸性，C错；

若将合金投入足量的水中，钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，且生成的氢氧化钠又与铝反应生成偏铝酸钠，由于钠的物质的量大于铝，且氢氧化钠与铝以1∶1反应，即氢氧化钠过量，最终得到无色溶液，D正确。

8．已知酸性条件下有反应：

2Cu＋===Cu2＋＋Cu。

氢气还原氧化铜实验由于反应温度不同，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。

某同学对某次氢气还原氧化铜的红色固体产物做了如下实验，实验操作和实验现象列表如下：

加入试剂

稀硫酸

浓硫酸并加热

稀硝酸

浓硝酸

实验现象

红色固体不反应

无色气体

无色气体、蓝色溶液

红棕色气体蓝色溶液

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物

A．是Cu

B．是Cu2O

C．一定有Cu，一定有Cu2O

D．一定有Cu2O，可能有Cu

解析　由题目提供的信息可知：

Cu2O在酸性条件下发生反应生成Cu和Cu2＋，而向该红色固体中加入稀硫酸后红色固体不反应，故该红色固体中不存在Cu2O，全部为Cu。

9．（2014·

南京质检）铜的冶炼过程大致可分为：

①富集，将硫化物矿进行浮选　②焙烧，主要反应为：

2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO（炉渣）　③制粗铜，在1200℃主要反应为：

2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2；

2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑　④电解精炼铜

下列说法不正确的是

A．冶炼过程中的尾气可用来制硫酸

B．上述过程中，由1molCuFeS2制取1molCu时共消耗2molO2

C．在反应2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，氧化剂是Cu2O和Cu2S

D．电解精炼铜的过程中，每转移1mol电子时，阳极溶解铜的质量小于32g

解析　尾气的主要成分是SO2，可用来制硫酸，A正确；

1molCuFeS2焙烧时需要氧气2mol；

生成的Cu2S转化为Cu2O还需要氧气，B不正确。

C项中Cu2O和Cu2S中铜元素均得电子，作氧化剂，正确。

电解精炼铜时阳极除溶解铜外还溶解比较活泼的金属，当转移1mol电子时，溶解的铜小于0.5mol。

10．美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺（如图所示）。

下列有关该工艺的说法错误的是

A．该过程中，能量的转化形式只有两种

B．铝镓合金可以循环使用

C．铝镓合金与水反应的化学方程式为：

2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2↑

D．总反应式为2H2O

2H2↑＋O2↑

解析　铝镓合金与水反应的过程中必然伴随着能量变化，主要是化学能转化为热能；

太阳能电池工作时，太阳能转化为电能；

电解过程中电能又转化为化学能。

因此，上述过程中能量的转化形式有三种，故A错误。

根据题意可知B、C、D均正确。

11．将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72L；

另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2L。

则原合金样品中镁的质量为

A．4.8gB．6g

C．9.6gD．12g

解析　将合金加入足量NaOH溶液中，只有Al参与反应，加入足量稀盐酸中，两种金属均反应，由电子守恒可知，Al与足量NaOH溶液反应和与足量稀盐酸反应得到的气体的量相同，均为6.72L，故Mg与稀盐酸反应产生的气体为11.2L－6.72L＝4.48L，结合关系式Mg～H2↑知，n（Mg）＝

＝0.2mol，m（Mg）＝n（Mg）×

24g·

mol－1＝4.8g，此处计算的质量为原来的一半，故原有质量为9.6g。

答案　C

12．某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：

下列说法中不正确的是

A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性

B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体全为NO

C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干

D．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数

解析　实验中过滤烘干得到的Wg沉淀是AgCl，根据“银”量守恒，可确定合金中Ag的质量分数，而合金与硝酸反应生成的气体用排水法收集到的NO不一定是标准状况，无法计算NO的物质的量。

二、非选择题（共40分）

13．（12分）（2014·

三台电大培训中心第3次考试）黄铁矿（主要成分为FeS2）是我国大多数硫酸厂制取的主要原料。

某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究。

[实验一]　测定硫元素的含量

Ⅰ.将m1g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处持续不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。

Ⅱ.反应结束后，将乙瓶中的溶液按下述流程进行处理。

[实验二]　测定铁元素的含量

Ⅲ.测定铁元素含量的实验步骤如下：

①用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣；

②加还原剂使溶液中的Fe3＋完全转化为Fe2＋后，过滤、洗涤；

③将滤液稀释至250mL；

④每次取稀释液25.00mL，用物质的量浓度为cmol·

L－1的酸性KMnO4溶液滴定。

三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为VmL（该反应中还原产物为Mn2＋）。

请完成下列问题：

（1）已知12gFeS2完全燃烧放热85.3kJ，则表示FeS2燃烧热的热化学方程式是_______________________________________________________________________。

（2）Ⅰ中乙瓶内发生反应的离子方程式有_______________________________________________________________________。

Ⅰ中玻璃纤维的作用是_______________________________________________。

（3）Ⅱ中的滤渣在称量前还应进行的操作是_______________________________。

（4）Ⅲ的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外，还有________________。

（5）该黄铁矿中铁元素的质量分数________________（用Ⅰ、Ⅲ中有关实验数据表达）。

答案　

（1）FeS2（s）＋11/4O2（g）

1/2Fe2O3（s）＋2SO2（g）　ΔH＝－853kJ·

mol－1　

（2）①2OH－＋SO2===SO

＋H2O　2SO

＋O2===2SO

　②防止固体粉末随气流进入导管及乙装置，引起实验误差　（3）洗涤、干燥　（4）250mL容量瓶　（5）

×

100%

14．（14分）（2013·

西宁模拟）某课外活动小组，收集了一种合金进行研究（已知Cu的焰色反应为绿色）。

（1）外观暗灰色，表面光滑；

（2）在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；

合金片熔化，但不滴落；

（3）取刮去表皮的金属10.0g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到标准状况下的H29.96L；

（4）另取刮去表皮的金属10.0g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H29.96L。

试据此判断，合金中一定含有的元素是________（写元素符号）；

下列元素可能含有的是________（填选项编号）。

a．Agb．Mg

c．Mnd．Fe

如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是_________________________。

解析　将合金放在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，说明合金中含有铜；

由实验（3）、（4）可知合金中的金属与足量稀硫酸或足量NaOH溶液反应生成的H2量相等，即合金中含有Al。

合金中也可能含有不与酸碱反应的Ag，但不能含有比铜活泼的能与酸反应不与碱反应的金属。

若合金中只含两种元素Cu和Al，则其质量比为

m（Al）∶m（Cu）＝

∶

≈8∶2＝4∶1。

答案　Cu、Al　a　m（Al）∶m（Cu）＝4∶1

15．（14分）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为：

（1）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________。

a．灼烧过程中部分氧化铜被还原

b．灼烧不充分铜未被完全氧化

c．氧化铜在加热过程中分解生成铜

d．该条件下铜无法被氧气氧化

（2）由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是_______________________________________________________________________。

（3）有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu（OH）2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu（OH）2得CuO。

以下说法不可能成为减少该环节的理由的是________。

A．CuO比Cu（OH）2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离

B．Cu（OH）2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解

C．干态下分解Cu（OH）2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2O

D．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净

解析　

（1）灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。

（2）根据途径Ⅰ的反应方程式Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu＋O2＋2H2SO4

2CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是①产生等量的CuSO4，比途径Ⅰ消耗硫酸少；

②途径Ⅱ不产生污染大气的气体SO2。

（3）显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的，故D项一定不会成为本问题理由。

答案　

（1）ab　

（2）耗酸少；

无污染性气体SO2产生　（3）D