1、课时跟踪训练 9 第三章 3.4 金属及其化合物A 级(基础达标)一、选择题1某合金与铁物理性质的比较如下表所示：熔点/密度/gcm3硬度(金刚石为 10)导电性(银为 100)某合金 2500 3.00 7.4 2.3铁 1535 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 由图表数据可知合金的熔点高，硬度大，密度小，耐腐蚀，强度大，导电性较差，可用来作门窗框、飞机外壳、炉具等，不适合作导线。答案 A2(2016海南琼山中学模拟)铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷
2、帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )A不易生锈 B导电性好C密度小 D强度高解析 合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用。答案 B3(2017银川二中月考)下列有关金属的说法中，正确的是( )纯铁较生铁不易生锈 冶炼铝和钠都可以用电解法KSCN 溶液可以检验 Fe3 缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血 青铜、不锈铜、硬铝都是合金 铜与硫反应，生成黑色的 CuSA BC D解析 由于硫的氧化性较弱，铜与硫反应生成的是低价硫化物 Cu2S，错
3、，选 A。答案 A4(2017北京朝阳区重点高中期中联考)下列金属冶炼的反应原理正确的是( )A2Al 2O33C 4Al3CO 2= = = = =高 温 BMgOH 2 MgH 2O= = = = = CFe 3O44CO 3Fe4CO 2= = = = =高 温 D2HgO 2HgO 2= = = = =通 电 解析 金属 Al 采用电解熔融 Al2O3的方法制备，A 项错误；金属 Mg 采用电解熔融MgCl2的方法制备，B 项错误；CO 还原 Fe3O4可制备 Fe，C 项正确，加热 HgO 可得 Hg，而不是通电电解，D 项错误。答案 C5已知下列转化关系中，M、N 均为单质，则 M
4、 可能是( )MN Q Q 溶液 MN 点 燃 溶 于 水 惰 性 电 极 电 解 ANa BAl CFe DCu解析 Na、Al、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：CuCl 2 CuCl 2 CuCl 2溶液 Cu 和 Cl2。 电 解 答案 D6某研究小组通过实验探究 Cu 及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )A将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2的生成C将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2固体D将表面有铜绿Cu 2(O
5、H)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿解析 正确的操作是将铜丝插入浓硫酸加热，反应后取一定量的反应液，加入盛有水的反应器(如烧杯)中，A 项错误；应该用红热的铜丝，B 项错误；Cu 2 水解，将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得不到无水 CuCl2固体，得到 Cu(OH)2，C 项错误；铜绿溶于盐酸，故可用盐酸除去铜绿，D 项正确。答案 D二、填空题7我国古代劳动人民最早发明了“湿法炼铜” ，是湿法冶金的起源，在世界化学史上是一项重大贡献，早在西汉时期淮南万毕术里就有“曾青得铁，则化为铜”的记载，曾青可能是碳酸铜一类物质，把其溶于酸中得溶液，当把铁粉投入此溶液即可得铜。(1)根据学过的
6、化学知识，写出该过程的离子方程式：_。(2)早在人们使用铜、铁之前，人们就使用黄金和白银作为饰物和货币；历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期” ，而近百年来才大量使用铝制品，试分析人类使用这些金属时间的历史事实与金属活泼性的冶炼难易的联系：_。解析 (1)碳酸铜难溶于水但溶于酸发生反应：CuCO 32H =Cu2 CO 2H 2O，再加入铁粉可发生置换反应：FeCu 2 =Fe2 Cu。(2)由题意可知，人类使用金属从早到晚的顺序为 Au、Ag、Cu、Fe、Al，比较它们的活泼性可得如下结论：金属越不活泼越易冶炼，使用的时间越早。答案 (1)CuCO 32H =Cu2 CO 2H 2O，Cu
7、2 Fe= =CuFe 2(2)金属越不活泼越易冶炼使用时间越早8信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含 70%Cu、25%Al、4%Fe 及少量 Au、Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：(1)第步 Cu 与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣 1的主要成分为_。(2)第步加 H2O2的作用是_，使用 H2O2的优点是_；调溶液 pH 的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得 CuSO45H2O 制备无水 CuSO4的方法是_。(4)由滤渣 2 制取 Al2(SO4)318H2O，
8、探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。解析 根据制备路线可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt 的混合物中加入稀 H2SO4、浓硝酸，则可以将 Cu、Al、Fe 溶解，Au、Pt 不溶解，所以滤渣 1 主要成分为 Au、Pt，溶液 1 中含有 Cu、Fe、Al 的离子。根据滤液 2 和 CuSO45H2O 可知，滤液 2 为 CuSO4溶液，滤渣 2 中含有 Fe(OH)3和 Al(OH)3。(1)第步中 Cu 与酸发生的反应为 Cu 与浓硝酸的反应：Cu4H 2NO 3Cu2 2NO 22H 2O 或浓硝酸与稀硫酸的混合过程中硝酸变稀
9、，发生的反= = = = = 应也可能为 3Cu8H 2NO 3Cu2 2NO4H 2O。根据分析可知滤渣 1 3= = = = = 的主要成分为 Pt、Au。(2)第步操作中加 H2O2的目的是将 Fe2 转化为 Fe3 ，从而将 Fe3 转化为沉淀除去，防止对 CuSO4晶体的制备产生干扰。H 2O2的优点是还原产物为 H2O，不引入新杂质，同时对环境没有污染，调节 pH 的目的是将 Fe2 和 Al3 转化为沉淀而除去。(3)用 CuSO45H2O 制备无水 CuSO4，只要除去结晶水即可。在加热过程中 CuSO4发生水解，但是因为硫酸不挥发，所以最终得到的仍然是 CuSO4，所以只要加
10、热脱水即可。(4)甲中制备的 Al2(SO4)3晶体中含有 Fe2(SO4)3。乙、丙两种方案中，乙方案的原子利用率更高。答案 (1)Cu4H 2NO Cu2 2NO 22H 2O 或 3Cu8H 2NO 3= = = = = 3Cu2 2NO4H 2O Au、Pt 3= = = = = (2)将 Fe2 氧化为 Fe3 不引入杂质，对环境无污染 Fe 3 、Al 3 (3)加热脱水(4)甲 所得产品中含有较多 Fe2(SO4)3杂质 乙9(2017广东惠州一调)高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝：(1)“除杂”操作是加入 H2O2后，然后用氨水调节溶液的 pH
11、 约为 8.0，以除去硫酸铵溶液中少量的 Fe2 。酸性溶液中 Fe2 与 H2O2反应的离子方程式为_。过滤操作中得到滤渣的主要成分的化学式为_。(2)检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法：_。(3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化的目的是_。(4)“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体(含结晶水)，母液不能蒸干的原因是_。(5)铵明矾晶体的化学式为 NH4Al(SO4)212H2O，在 0.1 mol/L 铵明矾的水溶液中，NH、Al 3 、SO 三种离子浓度由大到小的顺序为_。 4 24解析 (1)过氧化氢具有氧化性，酸性条
12、件下将 Fe2 氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式为 2Fe2 H 2O2H =2Fe3 2H 2O。Fe 3 在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的离子方程式：2Fe 3 6NH 3H2O=2Fe(OH)36NH ，过滤操作中所得到滤 4渣主要成分为氢氧化铁。(2)由工艺流程可知，过滤后的滤液中可能含有 Fe3 ，取少许滤液于试管中，加几滴 KSCN 溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽。(3)由于 Al3 在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了 Al3 的水解。(4)由于蒸干会有可溶性杂质析出，且 Al3 水解程度增大，防止晶体失去结晶水，所以母液不能蒸干。(5
13、)铵明矾晶体的化学式为 NH4Al(SO4)212H2O，在 0.1 mol/L 铵明矾的水溶液中，未水解前，c(Al3 ) c(NH )0.1 mol/L， c(SO )0.2 mol/L，由于 Al3 的水解程度大于 NH ， 4 24 4故三种离子浓度由大到小的顺序为 c(SO )c(NH )c(Al3 )。24 4答案 (1)2Fe 2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O Fe(OH) 3(2)取少许滤液于试管中，加几滴 KSCN 溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽(3)抑制 Al3 水解(4)减少可溶性杂质的析出及 Al3 水解，防止晶体失去结晶水(5)c(SO )c(NH )c
14、(Al3 )24 4B 级(能力提升)一、选择题1(2016山东淄博模拟)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 ZnCO32C Zn3CO= = = = =高 温 D该冶炼锌的方法属于热还原法解析 根据题目信息可知倭铅是锌，A 项错误；煤炭中的碳与碳酸锌反应生成锌，其中 C 起到还原剂的作用，B、C、D 项正确。答案 A2工业上冶炼金属一般用热
15、分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据( )A金属在地壳中的丰度B金属在自然界中的存在形式C金属的还原性强弱D金属的利用价值解析 金属活动性顺序中从左至右金属单质的还原性逐渐减弱，对应离子的氧化性逐渐增强(越来越易被还原为单质)，故其冶炼方法不同。答案 C3氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用 CuSO4溶液和另一种“反应物”在 4050时反应可生成它。CuH 不稳定，易分解；CuH 在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是( )A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH 可作氧化剂、还原剂CCuHCl 2 CuClHCl= = = =
16、 =点 燃 DCuHHCl= =CuClH 2(常温)解析 C 项中 Cl2具有强氧化性，产物应为 CuCl2和 HCl。答案 C4CuSO 4是一种重要的化工原料，其制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )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C1 mol CuSO 4在 1100 所得混合气体 X 中 O2可能为 0.75 molDY 可以是葡萄糖解析 根据反应式 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 可知，硫酸与硝酸的物 3质的量之比是 32，选项 A 正确；途径中均生成大气污染物，而没有，所以选项
17、 B正确；1 mol 硫酸可以生成 0.5 mol 氧化亚铜，转移 1 mol 电子，所以生成 0.25 mol 氧气，选项 C 不正确；醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化，生成氧化亚铜，葡萄糖含有醛基，D 正确。答案 C二、综合题5(2016云南玉溪第一中学模拟)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：Cu 2O、CuI、CuCl、CuH 等。(1)在新制 Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为_，某同学实验时却有黑色物质出现，这种黑色物质的化学式为_
18、。(2)在 CuCl2溶液中逐滴加入过量 KI 溶液可能发生：a2Cu 2 4I =2CuI(白色)I 2b2Cu 2 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_。ASO 2 B苯CNaOH 溶液 D乙醇(3)一定条件下，在 CuSO4中加入 NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。已知 NH5是离子晶体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：_。将 CuH 溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式：(4)已知： KspCu(OH)22.210 20 。常温下，向 0.20 molL1
19、 硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的 pH6 时， c(Cu2 )_molL 1 。解析 (1)在新制 Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热发生氧化还原反应生成氧化亚铜、葡萄糖酸盐和水，因此生成不溶物的颜色为砖红色。氧化亚铜不稳定，容易转化为黑色的氧化铜，因此这种黑色物质的化学式为 CuO。(2)为顺利观察到白色沉淀，则需要把碘萃取出来，所以可以加入的最佳试剂是苯，答案选 B。(3)已知 NH5是离子晶体且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，这说明该离子化合物是由 H 和 NH 构成的，所以 4NH5的电子式为 。Cu 易在酸性条件下发生反应 2Cu =Cu2
20、Cu，则 CuH 在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式为 2CuH2H =CuCu 2 2H 2。硝酸具有强氧化性，因此 CuH 转化为 Cu(NO3)2，还原产物是 NO，另外还有 H2O 和 H2生成，则根据电子得失守恒和原子守恒可知，配平后的化学方程式为6CuH16HNO 3=6Cu(NO3)2 3H24NO8H 2O。(4)溶液 pH6，则氢氧根离子的浓度为 108 molL1 ，所以根据氢氧化铜的溶度积常数可知溶液中 c(Cu2 ) molL1 2.210 4 KspCu OH 2c2 OH 2.210 20 10 8 2molL1 。答案 (1)砖红色 CuO (2)B(3) 2CuH2H =CuCu 2 2H 26CuH16HNO 3=6Cu(NO3)23H 24NO8H 2O(4)2.2104
