2020版高考化学一轮复习 第三章 金属及其重要化合物

第4节 金属材料及金属矿物的开发利用

课时跟踪练

一、选择题

1．中国银行发行的中国航天普通纪念币，面额为10元，直径为27毫米，材质为双色铜合金，如下图。下列关于合金的叙述不正确的是( )

A．铜合金和单质铜一样，具有良好的导电性、导热性和延展性 B．铜合金的硬度比单质铜大 C．铜合金的熔点比单质铜低 D．该纪念币能完全溶解于稀硫酸中

解析：合金有别于成分金属的特性是熔点低、硬度大，共性是具有金属的物理通性，但是化学性质没有改变，故D项错误。

答案：D

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、Al C．Zn、Fe、Cu、Ag

B．Na、K、Zn、Fe D．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。

答案：A

3．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，其底铺薪，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C

高温

C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2C=====Zn＋3CO↑ D．该冶炼锌的方法属于热还原法

解析：由题意可知，“倭铅”是指金属锌，不是混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反

1

应中碳作还原剂，故B、C、D均正确。

答案：A

4．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。

答案：D

5．下列说法中正确的是( )

A．Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现 B．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高

C．金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜

D．金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行

解析：CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现，A错误；铝合金比纯铝的熔点低，B错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，D错误。

答案：C

6．钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是( )

A．金不溶于任何溶液

B．铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物 C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点 D.29Cu的质子数和中子数之差为34

解析：金能够溶于王水，A项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确；29Cu的质子数和中子数之差为(63－29)－29＝5，D项错误。

答案：C

7．已知酸性条件下有反应：2Cu===Cu＋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：

＋

2＋

63

63

2

加入试剂 实验现象 稀硫酸 红色固体 不反应 浓硫酸并加热 无色气体 稀硝酸 无色气体、 蓝色溶液 浓硝酸 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Cu，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。

答案：A

8．如图所示的反应均是在高温引燃后进行，选项中的物质表示A和B，不合理的是( )

2＋

A．CO2、Mg C．Fe2O3、Al

B．MgO、Al D．CuO、H2

解析：本题可采用逐个筛选法解答，显然本题综合了高温下可以进行的置换反应类型，中学化学中符合高温下可以进行的置换反应主要有①2Mg＋CO2===2MgO＋C，②铝热反应，③3Fe＋4H2O===Fe3O4＋4H2，④CuO＋C(或H2)，⑤SiO2＋2C===Si＋2CO。故可得。

答案：B

9．CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是( )

A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2 B．相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想

C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②<③ D．利用途径②制备16 g硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol

解析：三种途径制得CuSO4的原理为①3Cu＋3H2SO4＋2HNO3===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O；②2Cu＋△△

O2=====2CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O；③Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

A项，途径①的总方程式可得n(H2SO4)∶n(HNO3)＝3∶2最好；

3

B项，途径①会产生NO，途径③产生SO2均有污染；

C项，生产1 mol CuSO4消耗H2SO4，途径①为1 mol，途径②为1 mol，途径③为2 mol； D项，途径②中H2SO4没有发生化合价变化，不被还原。 答案：D 二、非选择题

10．冶炼金属常用以下几种方法：

①热分解法 ②以活泼金属Na、Mg等作还原剂

③以C、CO或H2作还原剂 ④电解法 ⑤利用铝热反应原理还原 下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填空)。 (1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。

解析：(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：以C、CO或H2作还原剂； (2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：电解法； (3)Hg、Ag等不活泼金属：热分解法；

(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：利用铝热反应原理还原。 答案：(1)③ (2)④ (3)① (4)⑤

11．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。

查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。

①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。

②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。

③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题：

(1)绿色固体中含有的元素是________。

4

(2)加热后试管中剩余的黑色物质是________。

(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为____________________________________

_______________________________________________________ ______________________________________________________。 (4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为_______________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (5)实验装置最后的干燥管的作用是______________________。

(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________，为什么？____________________________________________________

_______________________________________________________ ______________________________________________________。

解析：无水硫酸铜变蓝，说明有H2O生成，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，所以绿色固体中含有H、C、O；由②可知黑色固体为CuO。

答案：(1)Cu、H、O、C (2)CuO (3)Cu2(OH)2CO3

△

2＋2＋

Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋H2O＋CO2↑ (4)Fe＋Cu===Cu＋Fe (5)防止空气中的CO2进入 (6)不能 对调后无法说明反应中有水生成

12．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________。

5

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

6

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

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