1、课时跟踪检测九 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物(时间：45 分钟 满分：100 分)一、选择题(每小题 6 分，共 60 分)1(2017 届温州市五校联考)镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是( )A此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B此合金能全部溶解于稀盐酸中C此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D此合金的硬度比镁和铝的硬度都小解析：此合金的熔点比镁、铝 的熔点都低， A 项错误；Mg、Al 均与盐酸反应，故此合金能全部溶解于稀盐酸中，B 项正确；Al 能与 NaOH 溶液反 应，而 Mg 不与 NaOH 溶液反应
2、，此合金不能全部溶于 NaOH 溶液中， C 项错误；此合金的硬度比镁、铝的硬度都大，D 项错误。答案：B2(2017 届江西万年模拟)下列有关金属的性质及应用正确的是 ( )ANa 放置在空气中生成淡黄色的 Na2O2 固体BFe 在 O2 中燃烧产物可用于制红色涂料CNa、 Al、Cu 可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到DFeCl 2 溶液中滴加氨水至过量，加热蒸干溶液，最后灼烧可得到 Fe2O3 固体解析：Na 放置在空气中最后得到白色的碳酸钠，A 项错误；Fe 在 O2 中燃烧产物为黑色的四氧化三铁，而氧化铁用于制 红色涂料， B 项错误；活泼金属利用电解法冶炼，Cu 为较不
3、活泼金属可利用置换反应冶炼， Na、Al 为活泼金属，均可以分别用电解冶炼法， Cu 利用热还原法冶炼，C 项错误；FeCl 2 溶液中滴加氨水至过量，生成氢氧化亚铁，加热蒸干溶液， 氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，灼烧氢 氧化铁分解生成 Fe2O3 固体，D 项正确。答案：D3(2017 届淄博模拟)明代天工开物记载“火法”冶炼锌： “炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底辅薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭) 。下列说法不正确的是( )A倭铅是指金属锌和铅的混合物B煤炭中起作用的主要成分是 CC冶炼 Zn 的反应方程式为 Zn
4、CO32C Zn 3CO= = = = =高 温 D该冶炼锌的方法属于热还原法解析：根据题给信息可知倭铅是锌，A 项错误；煤炭中的碳与碳酸锌反应生成锌，其中碳起还原剂的作用，B、C 、D 项正确。答案：A4金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的说法中不正确的是( )A合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B工业上金属 Mg、Fe、Cu 都是用热还原法制得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D越活泼的金属越难冶炼解析：工业上冶炼镁用电解熔融的 MgCl2 制备金属镁， B 项错误。答案：B5(2017 届保定市高阳中学月考 )在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入
5、下列物质：FeCl 3；Fe 2O3；Cu(NO 3)2；KNO 3，铜粉溶解的是 ( )A只有或 B只有或或C只有或或 D上述任意一种解析：Fe 2O3 溶于稀硫酸生成 Fe3 ，因为 Cu 具有还原性，Fe 3 能与 Cu 发生反应2Fe3 Cu =2Fe2 Cu 2 ，使铜溶解；NO 在酸性条件下具有强氧化性，发生反应 33Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O，使 Cu 溶解，故选 D 项。 3答案：D6(2017 届南昌模拟)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铝热法还原C直接加热法D盐的水溶液与活泼金属置换法解析：工业上用铝
6、热法冶炼活泼性比 Al 差的、熔点 较高的金属，如钒、铬、锰等。答案：B7实验室拟用一定量的铁与足量的稀 H2SO4 及足量的 CuO 制备单质铜，有人设计以下两种方案：Fe H2 Cu CuO CuSO4 Cu H2SO4 CuO H2SO4 Fe 若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是( )A多 B多C相等 D无法判断解析：由于方案中，H 2还原 CuO，反 应前要先通一会儿 H2，赶尽装置中的 O2，冷却Cu 要继续 通 H2，由一定量的 铁制得的 H2 并没有全部与 CuO 反应，而中等量的铁，全部与 CuSO4 溶液反 应，故方案制得的单质铜多。答案：B8(20
7、17 届河北省景县中学模拟 )将 24 g 可能含 Na、Mg、Al、Fe 的合金投入稀 HCl中放出氢气的质量为 2 g，则此合金中一定含( )ANa BMgCAl DFe解析：可利用极值法解答本题，假 设纯金属与盐酸反应，要生成 2 g 氢气，需要Na、Mg、Al、Fe 的质量分别是 46 g、24 g、18 g、56 g。而题中需要 24 g 合金，则此合金中一定含 Al，C 项正确。答案：C9(2017 届武昌实验中学调研 )某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物足量溶液 A，测定生成气体的体积方案：铜铝混合物足量溶液 B，测定剩余固
8、体的质量下列有关判断中不正确的是( )A溶液 A 和 B 均可以是盐酸B溶液 A 和 B 均可选用稀硝酸C溶液 A 和 B 均可以是 NaOH 溶液D实验室中方案更便于实施解析：铜铝混合物中铝既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反 应，而 铜与盐酸、NaOH溶液均不反应，故 A、B 均可以是盐酸，也可以均为 NaOH 溶液，测量固体的质量更方便操作，故 A、C、D 项正确，铜、铝均与稀 HNO3 反应，稀 HNO3 足量，不会有剩余固体，B 项错误。答案：B10(2017 届贵阳市模拟)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( )A将 CuSO4
9、 溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体B相对于途径，途径 更好地体现了绿色化学思想CCuSO 4 在 1 100 分解所得气体 X 可能是 SO2 和 SO3 的混合气体DY 可能是葡萄糖解析：CuSO 4 易溶于水，将 CuSO4 溶液蒸发浓缩得到其高温饱和溶液，再冷却结晶可析出 CuSO45H2O 晶体，A 正确；途径中反应为2Cu2H 2SO4 O2 2CuSO42H 2O，而途径中产生 NO 气体，途径 中产生= = = = = SO2 气体，显然途径 不产生 污染性气体，更好地体 现了绿 色化学思想，B 正确；由题图可知，CuSO4 在 1 100 时分解得到 Cu2O，该过程 Cu
10、 元素化合价由2 降低到1， S 元素的化合价为6 价，不能继续升高，只能是 O 元素的化合价升高，即有 O2产生，化学方程式 为2CuSO4 Cu2OSO 2SO 3O 2，故 X 是 SO2、SO3、O2 三种气体的混合物，= = = = =高 温 C 错误； CuSO4 与过量 NaOH 溶液反应生成 Cu(OH)2，再与 Y 在加热条件下转化为 Cu2O，则 Y 具有还原性，可以是乙醛、葡萄糖等含有 醛基的有机物，D 正确。答案：C二、非选择题(共 40 分)11(12 分) 铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜在化合物中的常见化合价有1、2。(1)工业上可用 Cu2SO 2=2
11、CuSO 2 反应制取粗铜，反应中被氧化的元素是_，当消耗 32 g Cu2S 时，转移电子数目是_ 。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50 60 ，加入 H2O2 反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为_。CuSO 4 溶液中加入一定量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液加热，生成 CuCl 沉淀，写出生成 CuCl 的离子方程式_。(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的 CuO，其猜想可用化学方程式表示为：CuH 2SO4(浓 ) _ = = = = = _。乙同学认为：黑色固体除 C
12、uO 外，还可能含有 Cu2S 和 CuS，其理由可能是_(填字母)。aCu 2S 和 CuS 都是黑色的b铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出 O2c浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu 的化合价升高与 S 的化合价降低有多种可能解析：(1) =2 2，由化合价变化可知 S 被氧化消耗Cu2 1 S 2 O20 Cu0 S 4 O 2 0.2 mol，转移电子数 为 0.2 mol61.2N A。32 g160 g/mol(2)生成 CuSO4 反应的离子方程式为 CuH 2O22H =Cu2 2H 2O，生成 CuCl 反应的离子方程式为 2Cu2 2Cl SO H 2O=2CuCl SO
13、2H 。23 24(3)由于反应中生成 CuO，故 H2SO4 被还原为 SO2，故其反应为 CuH 2SO4(浓)CuOSO 2H 2O。= = = = = 由于 Cu2S、CuS、CuO 都为黑色且 Cu 被氧化，故 a 项正确；铜与浓硫酸反应 Cu 作还原剂， 浓 H2SO4 作氧化剂，其 还原产物为 SO2，不会有 O2 放出， b 项错误；浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu 单质可被氧化为2 价或1 价，浓硫酸中的 S 元素可被还原为多种价态，c 项正确。答案：(1)S 1.2N A (2)CuH 2O22H =Cu2 2H 2O 2Cu2 2Cl SO H 2O=2CuClSO 2H
14、 (3)CuOSO 2H 2O ac23 2412(14 分)(2017 届山西省康杰中学等四校联考 )金属锂在通信和航空航天领域中有重要的应用。以某锂矿为原料制取锂的工艺流程如图，其主要成分为 Li2O、Al 2O3、SiO 2，另含有 FeO、MgO、CaO 等杂质。已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的 pH：氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2开始沉淀 pH 2.7 3.7 9.6完全沉淀 pH 3.7 4.7 11Li 2CO3 在不同温度下的溶解度如下表：温度/ 0 10 20 50 75 100Li2CO3 的溶解度/g 1.539 1.406 1.32
15、9 1.181 0.866 0.728请回答下列问题：(1)锂矿中的 FeO 在反应中发生的化学反应方程式为 _。(2)反应中 pH 的范围是_ 。(3)沉淀 B 中主要成分为 CaCO3 和_( 填化学式 )；沉淀 C 应使用_(填 “热水”或“冷水 ”)洗涤。(4)反应发生的离子方程式为_。(5)电解熔融 LiCl 的阴极电极反应式为_；阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。解析：(1)FeO 在浓硫酸中 Fe 被氧化成3 价，反 应方程式为 2FeO4H 2SO4(浓)=Fe2(SO4)3SO 24H 2O。(2)由流程信息可知，发生反应目的是除去铁离子和铝离子，故应控制 pH 的范
16、围是 4.7 pH9.6。(3)加入 Ca(OH)2 和稀 Na2CO3，控制 pH11 时， 镁离子恰好完全沉淀，加入稀 Na2CO3 溶液还得到 CaCO3 沉淀，沉淀 C 是碳酸锂，根据溶解度信息可知，温度越高，其溶解度越小，故应用热水洗涤以减小溶解损失。(4)蒸发浓缩后溶液中此时含有锂离子，发生反应的离子方程式 为 2 Li CO =Li2CO3。(5) 电解时阴极上得23电子发生还原反应：Li e =Li；HCl 易挥发，加 热蒸干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量水解生成 LiOH，受热分解生成 Li2O，固体 LiCl 含少量 Li2O，电解时放电产生 O2。答案：(1)2Fe
17、O 4H 2SO4(浓)= =Fe2(SO4)3SO 24H 2O(2)4.7pH9.6(3)Mg(OH)2 热水(4)2Li CO =Li2CO323(5)Li e =Li 加热蒸干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量水解生成 LiOH，受热分解生成Li2O，电解时放电产生 O2(其他合理答案均可)13(14 分) 我国“蛟龙”号多次刷新“中国深度” ，为我国深海矿物资源的开发奠定了坚实的基础。黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)是海洋矿物中的一种，它是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。请回答下列问题：(1)“蛟龙”号外壳用特殊的钛合金材料制成，它可以在 7 000 米的
18、深海中承受 710 吨的重量。下列说法正确的是_。A金属钛属于主族元素B钛合金强度不是很大C制备钛铝合金时可在空气中将两种金属熔化后混合而成D已知金属钛能与 H2O 反应，可用电解熔融二氧化钛冶炼金属钛(2)利用黄铜矿冶炼铜的反应为8CuFeS221O 2 8Cu4FeO2Fe 2O316SO 2。若 CuFeS2 中 Fe 的化合价为= = = = =高 温 2，反应中被还原的元素是_( 填元素符号) ，生成 1 mol Fe2O3 时转移电子的物质的量为_mol。(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣( 含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3，方法为用过量稀盐酸浸取
19、炉渣，过滤。先将滤液氧化，再向其中加入过量 NaOH 溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得 Fe2O3。据以上信息回答下列问题：a中过滤的目的是_，过滤需要的仪器有_。b除去 Al3 的化学方程式为_。c中将滤液氧化常常选用 H2O2，其反应的离子方程式为_。(4)将 Cu 放入 0.1 molL1 FeCl3 溶液中，反应一定时间后取出 Cu 片，溶液中 c(Fe3 )c(Fe2 )23，则 Cu2 与 Fe3 的物质的量之比为_ 。解析：(1)金属钛属于过渡元素，A 项错误；由题目信息知合金材料能承受 710 吨重量，说明钛合金强度极大，B 项错误；铝为活泼金属，在空气中加热燃烧，故不能直
20、接在空气中制备钛铝合金， C 项错误；由于金属钛的金属性较强，所以用电解法冶炼金属钛，D 项正确。(2)根据题给化学方程式，氧气中氧元素的化合价降低，铜元素的化合价也降低，被还原的元素有铜元素和氧元素。根据反应方程式，每有 21 mol O2 参加反应，生成 2 mol Fe2O3，氧元素得84 mol 电子，而铁失去 4 mol 电子，硫失去 96 mol 电子，根据得失电子守恒，铜应得 16 mol电子，故生成 1 mol Fe2O3时转 移 50 mol 电子。(3)a.Fe 2O3、FeO、SiO2、Al2O3 中只有 SiO2 不能与稀盐酸反应，炉渣用过量稀 盐酸浸取后，通 过过滤除
21、去 SiO2。b.Al3 与过量 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2，然后 过滤除去，得到 Fe(OH)3，煅 烧得到 Fe2O3。c.H2O2 把滤液中的 Fe2氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式 为 H2O22Fe 2 2H =2Fe3 2H 2O。(4)设溶液体积为1 L，参加反应的 Fe3 为 x mol，由反 应方程式 Cu2Fe 3 =2Fe2 Cu 2 知，(0.1x) x23，解得 x0.06，则生成的 Cu2 为 0. 03 mol，剩余的 Fe3 为 0.04 mol，溶液中Cu2 、Fe3 的物 质的量之比为 n(Cu2 )n(Fe 3 )0.03 mol0.04 mol34。答案：(1)D (2)Cu、O 50(3)a.除去 SiO2 铁架台( 带铁圈) 、烧杯、漏斗、玻璃棒bAlCl 34NaOH= =NaAlO23NaCl2H 2OcH 2O22Fe 2 2H =2Fe3 2H 2O(4)34
