1、课时提升作业 九用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物(45分钟 100 分)一、选择题(本题包括 10小题，每题 6分，共 60分)1.(2017唐山模拟)下列对合金的说法正确的是( )A.合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素B.合金中的金属元素以化合物的形式存在C.合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物D.合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属【解析】选 D。合金是由两种或两种以上金属，或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，A 错误；合金中的金属以单质的形式存在，属于混合物，选项 B、C错误。【加固训练】(2017三明模拟)纯铁的熔点为 1 535，而高炉中炼铁时
2、生铁(含碳量较高的铁合金)在 1 200左右就熔化了，这是因为( )A.铁的纯度越高，熔点越低B.合金的熔点比其成分物质的熔点高C.形成了铁碳合金，所以熔点变低D.在高炉中熔化的过程发生了化学反应【解析】选 C。合金的熔点比成分金属的熔点低，生铁属于合金，故熔点小于纯铁的熔点。2.(2017九江模拟)工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是( )A.碳还原法B.铝热还原法C.直接加热法D.盐的水溶液与活泼金属置换法【解析】选 B。冶炼活泼性比 Al 差且熔点高的金属，通常利用铝热反应进行冶炼。3.(2017信阳模拟)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/ 密度
3、/gcm -3硬度(金刚石为10)导电性(银为 100)某合金 2 500 3.00 7.4 2.3铁 1 535 7.86 4.5 17还知该合金耐腐蚀，强度大，从以上性能看，该合金不适合作( )A.导线 B.门窗框C.炉具 D.飞机外壳【解析】选 A。该合金熔点高，硬度大，密度小，B、C、 D项中的应用均适合，但导电性仅为 Ag 的 0.023 倍，不适合作导线。4.下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是( )A.CuSO4变成 CuSO45H2O是物理变化B.一定条件下，新制的 Cu(OH)2悬浊液能与葡萄糖反应但不能与乙酸反应C.CuO是黑色固体，与水反应可生成 Cu(OH)2D.C
4、u2O遇硝酸可能会被氧化成 Cu2+【解析】选 D。CuSO4变成 CuSO45H2O 属于化学 变化，A 错；Cu(OH) 2是碱，能与酸反应，B 错；CuO 不能与水反应，C 错；Cu 2O 中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化，D 正确。5.下图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的 2倍。且甲材料在图中的 b点对应，则乙材料在图中的位置是( )A.a点 B.a、b 之间 C.c 点 D.b、c 之间【解析】选 D。因为甲的密度是乙的 2 倍，其强度与密度的比值是乙的1/2，即乙对应的纵坐标应该是 8，即 b、c 之间。6.(2
5、017珠海模拟)铜是一种紫红色金属，被称作“电器工业的主角” 。铜主要是由黄铜矿炼制，焙烧时发生反应2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2，其简单流程如图所示，下列说法正确的是( )A.焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫B.在焙烧时氧化剂只有氧气C.粗铜精炼时用粗铜作阴极D.Cu2S可用于火法炼制铜【解析】选 D。焙烧时还生成金属硫化物，部分硫元素转化为二氧化硫，A错误；焙烧时铜元素由+2 价降低为+1 价，硫元素由-2 价升高到+4价，氧气中氧元素由 0 降低为-2 价，则氧化剂为氧气和 CuFeS2，B错误；粗铜精炼时用粗铜与电源正极相连，则粗铜为阳极，C 错误；火法炼铜的原理为 C
6、u2S+O2 2Cu+SO2，则 Cu2S 可用于火法 炼制铜，D 正确。【互动探究】(1)在焙烧反应中，1 mol CuFeS2反应转移_mol电子。提示：3。焙烧反应中铜元素由+2 价降低为+1 价，1 个 S 由-2 价升高到+4 价，氧气中氧元素由 0 降低为-2 价，1 mol CuFeS2反应时，转移电子为 0.5 mol6=3 mol。(2)上述过程制粗铜的主要反应为2Cu 2S+3O2 2Cu2O+2SO2 2Cu 2O+Cu2S 6Cu+SO2，在反应中的氧化剂为_。提示：Cu 2O 和 Cu2S。Cu2O 和 Cu2S 中的铜的化合价都降低，都作氧化剂。7.(2017洛阳模
7、拟)氢化亚铜(CuH)是一种不稳定的物质，能在氯气中燃烧，也能与酸反应。用 CuSO4溶液和“某物质”在 4050时反应可生成 CuH。下列叙述中错误的是( )A.“某物质”具有还原性B.CuH与盐酸反应可能产生 H2C.CuH与足量稀硝酸反应：CuH+3H +N Cu2+NO+2H 2OO3D.CuH在氯气中燃烧：CuH+Cl 2 CuCl+HCl【解析】选 D。A项，用 CuSO4溶液和“某物质”在 4050时反应可生成 CuH，铜元素的化合价由+2 价变为+1 价，则 CuSO4作氧化剂， “某物质”为还原剂 ，表现出还原性；B 项，CuH 与盐 酸发生氧化还原反应：2CuH+4HCl
8、2CuCl2+3H2；C项， HNO3具有强 氧化性，与 CuH 反应时，+1 价 Cu、-1 价 H 均被氧化成最高价态；D 项，Cl 2具有强氧化性，CuH具有强还原性，二者反应会生成 CuCl2和 HCl。8.(2017开封模拟)CuSO 4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是 世纪金榜导学号30682254( )A.途径所用混酸中 H2SO4与 HNO3物质的量之比最好为 32B.相对于途径、，途径更好地体现了绿色化学思想C.1 mol CuSO4在 1 100所得混合气体 X中 O2为 0.75 molD.Y可以是葡萄糖【解析】选 C。途径 的反应的
9、离子方程式为3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O，因此硫酸和硝酸的物质的量比O3值最好为 32，A 正确；途径发生的反应是2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O，途径 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O，途径、均有对环境有污染的气体产生，途径没有，B 正确；4CuSO 4 2Cu2O+O2+4SO3，消耗 1 mol CuSO4生成 0.25 mol 氧气，C 错误；这是醛基被新制氢氧化铜悬浊液氧化的过程，葡萄糖中含有醛基，D 正确。9.铜有两种常见的氧化物 CuO和 Cu2O。某学习小组取 0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH) 2固体，将其加热有
10、铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图 1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图 2所示。则下列分析正确的是世纪金榜导学号30682255( )A.图 1中产物 a、b 的化学式分别为 CuO和 Cu2OB.图 1整个过程中共生成 0.26 g H2OC.图 2三条曲线中，表示 CuO和其中所含铜元素质量的关系曲线是曲线 AD.图 2中绘制正确的曲线共 2条【解析】选 A。0.98 g Cu(OH)2的物质的量为 0.01 mol，若全部生成CuO，则质量为 0.01 mol80 gmol-1=0.80 g，所以 a 点是 CuO；若全部生成 Cu2
11、O，则质量为 0.005 mol144 gmol-1=0.72 g，所以 b 点是Cu2O，A 正确；根据化学方程式 4CuO 2Cu2O+O2，该过程中有氧气产生，B 错误；CuO 和其所含铜元素的质量关系(以 CuO 的质量为 10 g计算)为 10 g CuO 中含 8 g铜元素， 观察图 2 知，曲线 B 符合上述质量关系(表示的是 CuO)。而曲线 A 上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，所以 A 曲线错误，C 曲线上的任何一点都表示金属氧化物质量大于其中所含金属元素的质量，但铜的两种氧化物中，铜元素的质量分数分别为 CuO:80%，Cu2O：88.9%，所以
12、曲线 C 也正确，D 项错误。10.(能力挑战题)(2017阳泉模拟)部分氧化的 Fe-Cu合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是( )世纪金榜导学号 30682256A.滤液 A中的阳离子为 Fe2+、Fe 3+、H +B.样品中铁元素的质量为 2.24 gC.样品中 CuO的质量为 4.0 gD.V=896 mL【解析】选 B。根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与 Fe3+不共存，A错误；最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3，其中铁元素的质量为 2.24 g，B 正确；样品中铜元素和氧元素的质量共 5.76 g-2.24 g=3.52
13、 g，C错误；2.24 g铁元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于 896 mL，D错误。二、非选择题(本题包括 3小题，共 40分)11.(12分)(2017亳州模拟)工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体 A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a.浓硫酸 b.稀硝酸 c.NaOH溶液 d.氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在 F的方法是 _e2+_(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)以 CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al
14、、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中 C 向阳极移动u2+d.利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属【解析】(1)冰铜(mCu 2SnFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu)、熔渣和 SO2气体(A)。 SO2是一种酸性氧化物，可用 NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加 KSCN 溶液呈红色，说明含有 F 。e3+可利用 F 的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性 KMnO4溶e2+液，KMnO 4溶液褪色， 说明还存在 F 。(3)Al 具有较强还原性，高温e2+下与
15、Cu2O 反应可制得 Cu：2Al+3Cu2O Al2O3+6Cu。(4)以 CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极(发生氧化反应)，精铜作阴极(C 发生还原反应)，较 活泼金属(Al、Zn、Cu)在u2+阳极被氧化，不活泼金属(Au、Pt、 Ag)在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中 C 向阴极移 动。电解过程中，电能转化为化学能和u2+热能。答案：(1)cd (2)F 取少量溶液，滴加 KMnO4溶液，KMnO 4褪色 (3)e3+3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu(4)bd12.(14分)某铝合金中含有元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有
16、关问题： 世纪金榜导学号30682257(1)称取样品 ag，称量时应该使用的主要仪器的名称是_。(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_。(3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关的离子反应方程式是_。(4)步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤。有关反应的离子方程式是_。(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为 bg。有关反应的化学方程式是_，原样品中铝的质量分数是_。(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_(“偏高” “偏低”或“不影响” ，下同)；若步骤(5)中滤渣
17、没有洗涤，则实验结果_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_。【解析】实验取样品 ag，实验后得氧化铝 bg，设 bg 氧化铝中含 Al 的质量为 x。Al2O3 2Al102 54bg x10254=bg x，x= = g54102917样品中铝的质量分数： 100%= 100%。917 917答案：(1) 托 盘天平(2)MgCl2、AlCl3、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗(3)Mg2+2OH- Mg(OH)2，Al3+4OH- Al +2H2OO2(4)Al +CO2+2H2O Al(OH)3+HCO2 O3(5)2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 100%917(6)偏低
18、偏高 偏高13.(14分)(2017长沙模拟)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中 Cu2+稳定，Cu +易在酸性条件下发生反应：2Cu+ Cu2+Cu。大多数+1 价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH 等。世纪金榜导学号 30682258(1)在 CuCl2溶液中逐滴加入过量 KI溶液可能发生：a.2Cu2+4I- 2CuI(白色)+I 2b.2Cu2+2Cl-+2I- 2CuCl(白色)+I 2为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是_(填字母编号)。A.SO2 B.苯 C.NaOH溶液 D.乙醇(2)一定条件下，在 CuSO4中加入 NH5反应生
19、成氢化亚铜(CuH)。已知 NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出 NH5的电子式：_；写出 CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：_。(3)纳米级 Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。方法一：在新制 Cu(OH)2浊液中滴入 N2H4H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为红色，同时产生无色无味的气体。写出上述制备过程中的总反应方程式：_。方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：a.铜作阳极时，铜先被氧化生成 Cu+，后 Cu+继续被氧化生成Cu2+；b.在碱性
20、溶液中 CuCl浊液易转化为 Cu2O。以 NaOH溶液作为电解质溶液时需添加 NaCl，其目的是_，写出阳极反应式：_。写出在碱性溶液中 CuCl浊液转化为 Cu2O的离子方程式_。这样制得的 Cu2O中往往含有 CuCl，请设计实验证明 CuCl的存在：_。【解析】(1)碘水是棕褐色的，影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，由于乙醇与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂。(2)NH5 中所有原子都达到稀有气体的稳 定结构，说明 NH5 是由 N和 H-组 成的离子化合物， 电子式为 H+ H-；CuH 溶解在H+4 HN 稀盐酸中，CuH 中的 H-失电子，盐酸中的 H+得电子，产生
21、的气体为氢气，酸性溶液中发生反应：2Cu + Cu2+Cu，故离子方程式为2CuH+2H+ Cu2+Cu+2H2。(3)由现象“蓝色沉淀逐渐转化为红色”可知，氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜；同时产生无色无味的气体，根据化合价变化，能够被氧化生成无色无味的气体可能为氮、氧元素，由于氧气具有氧化性，与氧化亚铜反应，所以该气体只能是氮气，根据化合价升降法配平化学方程式为 4Cu(OH)2+N2H4H2O 2Cu2O+N2+7H2O；Cu+易被氧化，添加 NaCl 是为了使 Cu+生成 CuCl 沉淀；铜作阳极，石墨作阴极，在含有NaOH、NaCl 的溶液中电解，在阳极生成难 溶 CuCl，阳极电极反应式
22、为 Cu+Cl-e- CuCl；确定反应物 CuCl、OH-和生成物 Cu2O，判断其他的生成物，然后书写离子方程式为 2CuCl+2OH-Cu2O+H2O+2Cl-；可以通过检验混合物中是否含有 氯离子的方法来检验是否含有 CuCl。答案：(1)B (2) H+ H-HN 2CuH+2H+ Cu2+Cu+2H2(3)4Cu(OH)2+N2H4H2O 2Cu2O+N2+7H2O 生成 CuCl 沉淀，防止被氧化成 Cu2+ Cu+Cl-e- CuCl 2CuCl+2OH-Cu2O+H2O+2Cl- 取试样少量于试管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸银溶液，若生成沉淀，则含有 CuCl，若无明显现象，则无 CuCl
