(人教通用版)2020高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第三章 第4講 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用講義+精練(含解析).doc
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金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用 【2019備考】 最新考綱:1.了解常見金屬活動順序。2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。3.了解銅及其重要化合物的制備方法。4.掌握銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 考點一 銅及其化合物 (頻數(shù):★☆☆ 難度:☆☆☆) 1.銅的性質(zhì) (1)物理性質(zhì):銅是紫紅色金屬,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。 (2)化學(xué)性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: ①2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 ②2Cu+SCu2S 2.銅的重要化合物 (1)氧化銅和氧化亞銅 名稱 氧化銅 氧化亞銅 顏色 黑色 磚紅色 與酸反應(yīng)(H+) CuO+2H+===Cu2++H2O Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O 與H2反應(yīng) CuO+H2Cu+H2O Cu2O+H22Cu+H2O 轉(zhuǎn)化關(guān)系 4CuO2Cu2O+O2↑ (2)氫氧化銅 a.物理性質(zhì):藍(lán)色不溶于水的固體。 b.化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用 反應(yīng)①的化學(xué)方程式:Cu(OH)2CuO+H2O; 反應(yīng)②的化學(xué)方程式:Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O。 (3)銅鹽 ①Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分,是銅在潮濕空氣中被腐蝕的結(jié)果,其受熱分解的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。 ②CuSO45H2O為藍(lán)色晶體,俗稱藍(lán)礬、膽礬,其受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO45H2OCuSO4+5H2O,藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O),據(jù)此可用來檢驗水的存在。 (1)通常利用反應(yīng):2Cu+O22CuO除去混合氣體中的少量O2。 (2)Cu與稀H2SO4不反應(yīng),但在通入O2的條件下,Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解:2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O。 (3)無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑,不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。 1.教材基礎(chǔ)探究 把銅及其化合物的化學(xué)式與其顏色連接起來。 2.(RJ必修1P686改編)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在空氣中易轉(zhuǎn)化為銅綠,銅綠具有抗腐蝕能力,易于流通 答案 B 3.(溯源題)(2015四川理綜,2)下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述正確的是( ) A.該溶液中Na+、NH、NO、Mg2+可以大量共存 B.通入CO2氣體產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 C.與H2S反應(yīng)的離子方程式:Cu2++S2-===CuS↓ D.與過量濃氨水反應(yīng)的離子方程式:Cu2++2NH3H2O===Cu(OH)2↓+2NH 答案 A 探源:本考題源于LK 必修1 P121“銅的化合物的轉(zhuǎn)化”及其拓展,對CuSO4溶液的性質(zhì)進行了考查。 題組一 銅及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“” (1)CuO是黑色固體,與水反應(yīng)可生成Cu(OH)2( ) (2)Cu2O遇硝酸會被氧化成Cu2+( ) (3)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分,在干燥的空氣中不易生成( ) (4)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成( ) (5)利用無水硫酸銅遇水變成藍(lán)色這一性質(zhì),來檢驗水的存在( ) (6)將鐵片置于CuSO4溶液中,鐵片上有紅色物質(zhì)析出,說明鐵比銅活潑( ) 答案 (1) (2)√ (3)√ (4) (5)√ (6)√ 2.氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質(zhì),用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在40~50 ℃時反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定,易分解;CuH在氯氣中能燃燒,跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是( ) A.這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性 B.CuH可作氧化劑,還原劑 C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃燒) D.CuH+HCl===CuCl+H2↑(常溫) 解析 C項中Cl2具有強氧化性,產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。 答案 C 【反思?xì)w納】 Cu+的性質(zhì)及驗證方案 ①+1價的銅有較強的還原性,易被氧化劑氧化為+2價。 ②+1價銅在酸性條件下能發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu2+,利用這一原理可區(qū)別Cu和Cu2O。向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸,若溶液由無色變成藍(lán)色,則該紅色物質(zhì)為Cu2O,否則為Cu。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。 題組二 銅及其化合物的制備工藝 3.CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬 B.相對于途徑①,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 C.CuSO4在1 100 ℃分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體 D.Y可能是葡萄糖 解析 將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬,A項說法正確;相對于途徑①,途徑②的優(yōu)點是制取等質(zhì)量CuSO4需要的硫酸少并且無污染性氣體產(chǎn)生,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,B項說法正確;由流程圖知硫酸銅分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合氣體,則銅元素、硫元素化合價降低,無元素化合價升高,根據(jù)2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X可能是O2、SO2和SO3的混合氣體,C項說法錯誤;堿性條件下,葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)會生成Cu2O,所以Y可能是葡萄糖,D項說法正確。 答案 C 4.工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅并對爐渣進行綜合利用的一種工藝流程如圖所示: (1)冶煉過程中得到的Cu2O和Cu的混合物稱為“泡銅”,Cu2O與金屬Al在高溫條件下混合反應(yīng)可得粗銅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。粗銅精煉時應(yīng)將粗銅連接在直流電源的________極,可在________極得到純度較高的精銅。 (2)傳統(tǒng)煉銅的方法主要是火法煉銅,主要反應(yīng)如下所示: ①2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO ②2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 ③2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ 每生成1 mol Cu,共消耗________ mol O2。反應(yīng)③中的氧化劑是________。 (3)用煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。根據(jù)流程回答下列問題: ①加入適量NaClO溶液的目的是___________________________________ __________________________________________(用離子方程式表示)。 ②除去Al3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________________ ___________________________________________________________。 ③選用提供的試劑,設(shè)計實驗驗證爐渣中含有FeO。 提供的試劑有:稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、高錳酸鉀溶液、NaOH溶液、碘水。 所選試劑是________。實驗方案:_________________________________ ___________________________________________________________。 解析 (1)Cu2O與Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Al2O3與Cu:3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu;粗銅精煉的目的是使粗銅溶解,精銅析出,所以粗銅作陽極,精銅在陰極產(chǎn)生。(2)根據(jù)反應(yīng)①②③可知,利用火法煉銅,CuFeS2中的銅元素、鐵元素、硫元素最終分別轉(zhuǎn)化為Cu、FeO、SO2,由此可寫出總反應(yīng)化學(xué)方程式:2CuFeS2+5O22Cu+2FeO+4SO2,則由總反應(yīng)化學(xué)方程式可以看出每生成1 mol Cu,共消耗2.5 mol O2。反應(yīng)③的反應(yīng)物Cu2O、Cu2S中銅元素的化合價都降低,二者均為氧化劑。(3)①NaClO溶液具有氧化性,將Fe2+氧化成Fe3+:2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O。②除去Al3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3++4OH-===AlO+2H2O。③檢驗FeO,需要將FeO溶解,再利用Fe2+的還原性檢驗Fe2+,所選的試劑是稀硫酸、高錳酸鉀溶液,實驗方案是取少量高錳酸鉀溶液于試管中,滴加用稀硫酸溶解爐渣得到的溶液,高錳酸鉀溶液的紫色褪去,證明溶液中含有Fe2+,從而證明爐渣中含有FeO。 答案 (1)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu 正 陰 (2)2.5 Cu2O、Cu2S (3)①2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O?、贏l3++4OH-===AlO+2H2O ③稀硫酸、高錳酸鉀溶液 取少量高錳酸鉀溶液于試管中,滴加用稀硫酸溶解爐渣得到的溶液,高錳酸鉀溶液的紫色褪去,證明溶液中含有Fe2+,從而證明爐渣中含有FeO 【思維建模】 廢銅綜合利用的常見流程框圖模式 考點二 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用 (頻數(shù):★☆☆ 難度:☆☆☆) 1.合金 (1)概念:合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 (2)性能:合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機械性能。 ①熔點:一般比它的各成分金屬的低; ②硬度和強度:一般比它的各成分金屬的大。 ①常溫下,多數(shù)合金是固體,但鈉鉀合金是液體。 ②合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變,但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。 2.常見的金屬材料 (1)金屬材料 黑色金屬材料 有色金屬材料 鐵、鉻、錳以及它們的合金 除黑色金屬以外的其他金屬及其合金 (2)黑色金屬材料——鋼鐵 ①鋼是用量最大,用途最廣的合金。 (3)有色金屬材料——銅和鋁 3.金屬礦物開發(fā)利用的方法 (1)金屬在自然界中的存在 (2)金屬冶煉的一般步驟 (3)金屬冶煉的實質(zhì) 金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即:Mn++ne-===M(寫反應(yīng)通式,用M表示金屬)。 (4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示) 1.教材基礎(chǔ)知識判斷,正確的打“√”,錯誤的打“” (1)鋁合金的熔點比純鋁的高( ) (2)合金材料中不可能含有非金屬元素( ) (3)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材,鋼材是合金( ) (4)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬( ) (5)用金屬鈉能置換氯化銅溶液中的銅( ) (6)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應(yīng)( ) (7)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時,陰極上依次析出Cu、Fe、Al( ) 答案 (1) (2) (3)√ (4) (5) (6)√ (7) 2.教材拓展知識探究 (1)工業(yè)上冶煉鋁為什么用電解熔融Al2O3而不用電解熔融AlCl3? ________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)有些活動性很強的金屬也可以用還原法來冶煉,如:Na+KClK↑+NaCl 請用化學(xué)平衡移動的原理,分析其原因。 ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 答案 (1)AlCl3為共價化合物,熔融時不導(dǎo)電,故不能用電解AlCl3的方法冶煉鋁 (2)由于Na的沸點高于850 ℃,而K的沸點低于850 ℃,在850 ℃時K形成蒸氣而逸出,使化學(xué)反應(yīng)向正方向進行 3.(溯源題)[2013山東理綜,28(1)]由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是________。 ①Fe2O3?、贜aCl?、跜u2S?、蹵l2O3 答案 ②④ 探源:本考題源于RJ必修2 P88“金屬礦物的開發(fā)利用”,對常見金屬的冶煉方法進行了考查。 題組一 金屬礦物的開發(fā)與利用 1.下列關(guān)于金屬冶煉方法的敘述不正確的是( ) 金屬 存在形式 冶煉方法 A 銅 化合態(tài) 鐵的金屬性比銅強,可將鐵與CuSO4溶液反應(yīng)冶煉銅 B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱,用加熱Ag2O的方法冶煉 C 鐵 化合態(tài) 鋁的金屬性比鐵強,可用鋁熱法煉鐵 D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強,一般的還原劑很難將其還原出來,所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉 解析 一般用電解熔融NaCl的方法來制取鈉,而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。 答案 D 2.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制備七水合硫酸亞鐵(FeSO47H2O),設(shè)計了如下流程: 下列說法不正確的是( ) A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉 B.固體1中一定有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3進入固體2 C.從溶液2得到FeSO47H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解 D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO47H2O 解析 本題以FeSO47H2O的制備為背景,考查考生對于物質(zhì)分離與提純相關(guān)知識的理解、掌握及運用。由于最終制備的是硫酸鹽,所以溶解所用的酸應(yīng)該為硫酸,且要將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,所以試劑X應(yīng)該為Fe單質(zhì),A項正確;加硫酸后SiO2不能溶解,所以固體1中一定含有SiO2,而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,B項正確;Fe2+極易被氧化,而FeSO47H2O受熱易分解,故從溶液2得到產(chǎn)品的過程中需要防氧化和防分解,C項正確;改變后的方案中,F(xiàn)e主要以Fe3+形式存在,得到的不是FeSO47H2O,D項錯誤。 答案 D 【歸納拓展】 金屬活動性順序表的應(yīng)用 金屬活動 性順序 K、Ca、 Na Mg Al、Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu、Hg、 Ag Pt、Au 與H2O 反應(yīng) 常溫下 生成堿 和氫氣 與熱 水反 應(yīng) 有堿存 在下與 水反應(yīng) 與高溫 水蒸氣 反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 與H+ 反應(yīng) 生成鹽和氫氣 不反應(yīng) 不反應(yīng) 與鹽溶 液反應(yīng) 與水反應(yīng),不與鹽反應(yīng),生成的堿與鹽反應(yīng) 排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來 自然界 存在 化合態(tài) 游離態(tài) 冶煉 方法 電解法(電解熔融的鹽、氧化物、氫氧化物) 熱還原法 (包括Cu) 熱分解 法(不包 括Cu) 其他 方法 題組二 合金及其含量測定 3.C919大型飛機采用了大量新型材料鋁鋰合金。下列關(guān)于鋁鋰合金的說法不正確的是( ) A.鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物 B.鋁鋰合金的硬度比鋰大 C.鋁鋰合金的熔、沸點比鋁低 D.鋁鋰合金耐酸堿腐蝕 解析 鋁鋰合金中的鋁能與酸和堿反應(yīng),鋰能與酸反應(yīng),故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。 答案 D 4.部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理: 下列說法正確的是( ) A.濾液A中的陽離子為Fe2+、Fe3+、H+ B.樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D.V=896 解析 生成的濾渣是銅,金屬銅可以和三價鐵反應(yīng),所以濾液A中一定不含 Fe3+,故A錯誤;3.2 g固體為三氧化二鐵,其物質(zhì)的量為3.2 g160 gmol-1=0.02 mol,鐵元素物質(zhì)的量為0.02 mol2=0.04 mol,質(zhì)量為0.04 mol56 gmol-1=2.24 g,故B正確;原來固體為5.76 g,所以CuO質(zhì)量不超過5.76 g-2.24 g=3.52 g,故C錯誤;根據(jù)濾液A中溶質(zhì)為過量H2SO4和FeSO4,而鐵元素物質(zhì)的量為0.04 mol,說明參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol,含氫離子0.08 mol,其中部分氫離子生成氫氣,另外的H+和合金中的氧結(jié)合成水,由于合金中氧的物質(zhì)的量為(5.76-3.2-2.24) g16 gmol-1=0.02 mol,它結(jié)合氫離子0.04 mol,所以硫酸中有0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol H+轉(zhuǎn)化成氫氣,即生成0.02 mol氫氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448 mL,故D錯誤。 答案 B 【方法總結(jié)】 沉淀法測定物質(zhì)含量 沉淀法測定物質(zhì)含量是常用的一種方法,采用沉淀法時涉及的基本實驗操作和主要問題有:稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點是沉淀試劑的選擇)、過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測定結(jié)果的誤差分析)。 [試題分析] (2016課標(biāo)全國Ⅱ,13)下列實驗操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖? ) 實驗?zāi)康? 實驗操作 A 制備Fe(OH)3膠體 將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中 B 由MgCl2溶液制備無水MgCl2 將MgCl2溶液加熱蒸干 C 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶液,過濾、洗滌、干燥 D 比較水與乙醇中氫的活潑性 分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中 解題思路: 我的答案: 考查意圖:該題屬于基礎(chǔ)實驗題,在知識方面考查Fe(OH)3膠體的制備、MgCl2的水解、物質(zhì)的除雜,水和乙醇中氫的活潑性檢驗。題目注重基礎(chǔ),重點考查常見物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。題目要求考生不僅具有對中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識融會貫通,有正確復(fù)述、再現(xiàn)、辨認(rèn)的能力;而且要求掌握化學(xué)實驗的基本方法和技能。題目涉及“物質(zhì)變化是有條件的”、“分與合”、“一般與特殊”等化學(xué)思想方法的考查。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.66。 解題思路:制備氫氧化鐵膠體時應(yīng)向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液;氯化鎂是強酸弱堿鹽,MgCl2溶液水解產(chǎn)生的HCl易揮發(fā),所以由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干;銅與稀硝酸反應(yīng),應(yīng)該用稀鹽酸除CuO;分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中,反應(yīng)劇烈的是水,反應(yīng)平緩的是乙醇,利用此反應(yīng)比較水和乙醇中氫的活潑性。 正確答案:D [真題演練] 1.(2015~2017高考選項)下列說法正確的是( ) A.FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板,是因為鐵比銅金屬性強 B.將銅粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,現(xiàn)象是溶液變藍(lán),有黑色固體出現(xiàn) C.MgCO3MgCl2(aq)Mg D.工業(yè)上通過電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉和氯氣 答案 D 2.(2014~2017高考選項)下列說法正確的是( ) A.氣體通過無水CuSO4粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣 B.1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個SO3分子 C.將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液中,反應(yīng)后固體質(zhì)量增加 D.除去Cu粉中混合的CuO,可加入稀硝酸溶解,過濾、洗滌、干燥 答案 A 3.[2013重慶理綜,8(1)(2)]合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為___________________________________, 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得,提取過程中通入的氣體為________。 ②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜,其化學(xué)方程式為_____________________________________________________________。 焊接過程中使用的保護氣為________(填化學(xué)式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為________。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成,則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為________。 解析 本題圍繞金屬材料命題,要根據(jù)題目設(shè)問的角度,聯(lián)系相關(guān)知識解答。(1)①Al元素在周期表中的第三周期第ⅢA族;提純鋁土礦通入CO2使AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。②Al2O3與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O;保護氣應(yīng)不能與金屬反應(yīng),一般用稀有氣體。(2)金屬在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕;煉鋼過程中為降低Si的含量,常加入CaCO3或CaO,將SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3而除去。 答案 (1)①第三周期第ⅢA族 CO2?、贏l2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Ar(其他合理答案均可) (2)①吸氧腐蝕 ②CaCO3或CaO 一、選擇題 1.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,…冷淀,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.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C C.冶煉Zn的化學(xué)方程式:ZnCO3+2CZn+3CO↑ D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法 解析 由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,不是混合物,故A錯誤;煤炭的主要成分是碳,反應(yīng)中碳作還原劑,故B、C、D均正確。 答案 A 2.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是( ) A.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 B.銹蝕后的鐵制品沒有回收價值 C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D.越活潑的金屬越難冶煉 解析 合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低,故A正確;銹蝕后的鐵制品可以除去鐵銹回收利用,保護礦產(chǎn)資源,B錯誤;在化合物中金屬元素均顯正價,得到電子變成金屬原子,故C正確;越活潑的金屬,金屬陽離子就越難得到電子被還原,故越難冶煉,D正確;故選B。 答案 B 3.(2018柳州模擬)氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬冶煉,下列說法不正確的是( ) A.電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中,Na+被還原 B.濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素都發(fā)生還原反應(yīng) C.用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中,1 mol Fe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移9 mol電子 D.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中,放出的熱量能使鐵熔化 解析 用磁鐵礦煉鐵時,F(xiàn)e3O4被還原為Fe,當(dāng)有1 mol Fe3O4被CO還原成Fe時,轉(zhuǎn)移8 mol電子。 答案 C 4.下列說法正確的是( ) A.工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣 B.鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵 C.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng) D.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg 解析 電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,而得不到單質(zhì)鈉,A錯誤;電解熔融Al2O3發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),C錯誤;工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCl2而不是MgO,D錯誤。 答案 B 5.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且實驗結(jié)論正確的是( ) A.常溫下將銅絲插入濃硫酸中,會產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,且溶液變?yōu)樗{(lán)色 B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,觀察CuCl2的生成 C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,無法得到無水CuCl2固體 D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入硝酸中浸泡,既除去銅綠,又不損傷銅器 解析 常溫下銅絲與濃硫酸不反應(yīng),A錯誤;常溫下銅與氯氣不反應(yīng),B錯誤;加熱氯化銅溶液促進其水解,水解生成的HCl受熱揮發(fā),最后氯化銅完全水解,故得不到無水CuCl2固體,C正確;Cu2(OH)2CO3和Cu都能溶于硝酸,所以用硝酸除去銅綠,損傷銅器,D錯誤。 答案 C 6.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溶液中,下列有關(guān)說法中正確的是( ) A.如果溶液變?yōu)樗{(lán)色,同時有紫紅色固體出現(xiàn),說明樣品全部生成Cu2O B.溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn) C.該實驗的結(jié)果無法說明CuO分解的程度 D.如果溶液中出現(xiàn)藍(lán)色,最終沒有紫紅色固體出現(xiàn),說明CuO沒有分解 解析 解答此題的關(guān)鍵是明確稀硝酸具有酸性和強氧化性,能溶解CuO、Cu2O和單質(zhì)Cu,因而該實驗結(jié)果無法說明CuO分解的程度。 答案 C 7.下列生產(chǎn)、生活中的事實不能用金屬活動性順序表解釋的是( ) A.鋁制器皿不宜盛放酸性食物 B.電解飽和食鹽水陰極產(chǎn)生氫氣得不到鈉 C.鐵制容器盛放和運輸濃硫酸 D.鍍鋅鐵桶鍍層破損后鐵仍不易被腐蝕 解析 A項,鋁性質(zhì)較活潑,能和強酸、強堿反應(yīng)生成鹽和氫氣,在金屬活動性順序表中Al位于H之前,所以能用金屬活動性順序解釋;B項,金屬陽離子得電子能力越強,其單質(zhì)的還原性越弱,用惰性電極電解飽和食鹽水時,陰極生成氫氣而得不到鈉,說明Na的活動性大于氫,所以可以用金屬活動性順序解釋;C項,常溫下,濃硫酸和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止進一步被氧化,該現(xiàn)象是鈍化現(xiàn)象,與金屬活動性順序無關(guān);D項,構(gòu)成原電池的裝置中,作負(fù)極的金屬加速被腐蝕,作正極的金屬被保護,F(xiàn)e、Zn和電解質(zhì)構(gòu)成原電池,Zn易失電子作負(fù)極,F(xiàn)e作正極,則Fe被保護,所以能用金屬活動性順序解釋。 答案 C 8.銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有:黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]。下列說法不正確的是( ) A.可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠 B.硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 C.工業(yè)上常采用電解法制取粗銅 D.在上述幾種含銅化合物中,銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是Cu2S 解析 CuSO4是重金屬鹽,能使蛋白質(zhì)變性,B項正確;工業(yè)上常用電解法精煉銅,C項不正確。 答案 C 9.分析推理是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。下列實驗推理中,正確的是( ) A.銀和汞均為不活潑金屬,所以銀和汞可以用熱分解的方法冶煉 B.鈉比銅活潑,所以鈉可以從硫酸銅溶液中置換出銅 C.工業(yè)上電解熔融氯化鎂可制得金屬鎂,所以工業(yè)上電解熔融氯化鋁可制得鋁 D.鎂比鋁活潑,所以鎂也能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 解析 鈉比銅活潑,但將鈉放入硫酸銅溶液中鈉與水反應(yīng),不能從硫酸銅溶液中置換出銅,B項錯誤;工業(yè)上電解熔融氯化鎂可制得金屬鎂,但熔融氯化鋁不導(dǎo)電,所以不能用電解熔融氯化鋁的方法來制取鋁,C項錯誤;鋁片能夠與NaOH溶液反應(yīng),而鎂條與NaOH溶液不反應(yīng),D項錯誤。 答案 A 10.(2018六安模擬)銅、銀、金是人類最早認(rèn)識的三種金屬,因為很早就被人們用作錢幣,因而有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金的強,相對而言,人類認(rèn)識鐵稍晚。某研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬活動性比銅的強,他們設(shè)計了如下方案: (1)鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出; (2)鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3和CuCl2; (3)足量的鐵粉和銅粉與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4和CuSO4; (4)銅片置于FeCl3溶液中銅片逐漸溶解; (5)把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中,并用導(dǎo)線連接,鐵片上無氣泡產(chǎn)生,而銅片上有氣泡產(chǎn)生; (6)把鐵片和銅片置于盛有濃硝酸的燒杯中,并用導(dǎo)線連接,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片上無氣泡產(chǎn)生。 以上設(shè)計方案中合理的有( ) A.兩種 B.三種 C.四種 D.五種 解析 (1)鐵能置換銅,活動性Fe>Cu;(5)鐵、銅、稀H2SO4構(gòu)成原電池,鐵為負(fù)極,銅為正極,則活動性Fe>Cu;(1)、(5)合理。 答案 A 11.某化學(xué)小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計了如下實驗方案: 方案Ⅰ:銅鋁混合物測定生成氣體的體積 方案Ⅱ:銅鋁混合物測定剩余固體的質(zhì)量 下列有關(guān)判斷中不正確的是( ) A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B.若溶液B選用濃硝酸,則測得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小 C.溶液A和B均可選用稀硝酸 D.實驗室中方案Ⅱ更便于實施 解析 鹽酸和Al反應(yīng),剩余Cu,利用產(chǎn)生的H2的體積,即可求出Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù),從而得出Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù);若用NaOH和Al反應(yīng),根據(jù)產(chǎn)生的H2的體積,也可求出Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù),A正確;如果B選用濃硝酸,濃硝酸可以和Cu反應(yīng),鋁鈍化使剩余鋁的固體質(zhì)量偏大,從而使測得Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,B正確;如果選用稀硝酸,稀硝酸與Cu、Al均反應(yīng),就會造成方案Ⅱ中沒有固體剩余,C錯誤;無論選用NaOH溶液還是鹽酸,最后剩余的固體都是Cu,利用方案Ⅱ直接測固體的質(zhì)量比較方便,而方案Ⅰ測氣體的體積比較麻煩,所以方案Ⅱ更便于實施,D正確。 答案 C 12.下圖是以橄欖巖(主要成分為硅酸鎂,還有少量的Fe3+、Fe2+、Al3+及少量不溶于酸的雜質(zhì))為原料,制備硫酸鎂晶體的流程圖: 下列說法正確的是( ) A.過濾1操作的主要目的是以硅酸鹽的形式除去Si B.加氨水調(diào)節(jié)pH=7~8,目的是使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而除去 C.加H2O2溶液時發(fā)生的主要反應(yīng)為H2O2+Fe2++2H+===Fe3++2H2O D.粗硫酸鎂晶體通過一系列操作后得到硫酸鎂晶體,目的是使硫酸鎂晶體結(jié)晶得更漂亮 解析 硅酸不溶于水,過濾1所得固體是硅酸,A項錯誤;C項電荷不守恒,故錯誤;從粗硫酸鎂晶體到硫酸鎂晶體的一系列操作是為了提純,D項錯誤。 答案 B 二、填空題 13.某同學(xué)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”,“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知:Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如表所示: 物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸點/℃ 2 467 2 980 2 750 - (1)該同學(xué)推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,而鋁的熔點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理:________(填“合理”或“不合理”)。 (2)設(shè)計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是________,反應(yīng)的離子方程式為____________________________ __________________________________________________________。 (3)實驗室溶解該熔融物,下列試劑中最好的是________(填字母)。 A.濃硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氫氧化鈉溶液 解析 (1)根據(jù)鐵、鋁的熔點、沸點,在一定溫度下Fe、Al能熔合。(2)根據(jù)Al與堿液反應(yīng)生成H2,可證明Al的存在,故選用NaOH溶液。(3)Fe、Al均為活潑金屬,可以用稀H2SO4溶解。 答案 (1)合理 (2)NaOH溶液 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ (3)B 14.(2018荊州模擬)某同學(xué)對Cu的常見化合物的性質(zhì)進行實驗探究,探究的問題和過程如下: (1)為探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一樣具有兩性,除選擇Cu(OH)2外,必須選用的試劑為________(填字母)。 a.氨水 B.氫氧化鈉溶液 c.稀硫酸 D.冰醋酸 (2)為探究不同價態(tài)銅的穩(wěn)定性,進行如下實驗: ①將CuO粉末加熱至1 000 ℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末,該實驗說明:在高溫條件下,+1價Cu比+2價Cu更________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。 ②向Cu2O中加適量稀硫酸,得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體,該反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________, 由此可知,在酸性溶液中,+1價Cu比+2價Cu更________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。 (3)為了探究氨氣能否和氫氣一樣還原CuO,他根據(jù)所提供的下列裝置進行實驗(夾持裝置未畫),裝置A產(chǎn)生氨氣,按氣流方向連接各儀器接口,順序為 a→________→________→________→________→________→________→h。 ①實驗開始時,打開分液漏斗的活塞K,發(fā)現(xiàn)濃氨水沒有滴下,如果各儀器導(dǎo)管均沒有堵塞,則可能的原因是_______________________________________ ______________________________________________________________。 ②實驗結(jié)束后,裝置B中固體由黑色變?yōu)榧t色,裝置E中收集到無色無味的氣體,在空氣中無顏色變化,點燃的鎂條可以在其中燃燒,則B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________。 ③裝置C中的球形裝置的作用是__________________________________ ______________________________________________________________。 答案 (1)bc (2)①穩(wěn)定?、贑u2O+2H+===Cu2++Cu+H2O 不穩(wěn)定 (3)g f b c d e(b、c位置可互換) ①沒有將分液漏斗上口的玻璃塞打開?、?CuO+2NH33Cu+N2+3H2O ③防倒吸 15.銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下: [注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 ℃和80 ℃] (1)電解精煉銀時,陰極反應(yīng)式為_________________________________。 濾渣A與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)固體混合物B的組成為________;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH過量,則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式: ________CuO+________Al2O3________CuAlO2+________。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%,理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為________ mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液________ L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是________________________、過濾、洗滌和干燥。 解析 (1)電解精煉銀時,陰極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag;氣體變色是因為發(fā)生反應(yīng):2NO+O2===2NO2。 (2)NaOH與Al2(SO4)3、CuSO4反應(yīng)生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度知,煮沸時Cu(OH)2分解,Al(OH)3則不分解,則固體混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH過量,Al(OH)3會轉(zhuǎn)化為NaAlO2。 (3)反應(yīng)前CuO中銅元素+2價,反應(yīng)后CuAlO2中銅元素+1價,反應(yīng)過程中鋁元素的化合價不變,只有氧元素被氧化生成O2,根據(jù)得失電子數(shù)相等知,CuAlO2和O2的化學(xué)計量數(shù)之比為4∶1,配平后的化學(xué)方程式為4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑。 (4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為=50 mol,至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25 mol,即至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液25 L。 (5)由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。 答案 (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)CuO、Al(OH)3 Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O (3)4 2 4 O2↑ (4)50 25 (5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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